Kalifornijska poluvodička tvrtka xMEMS Labs objavila je u utorak da donosi proboj na tržište bežičnih slušalica krajem sljedeće godine nakon debija na CES-u 2024. - ultrazvučni zvučnik Cypress. Pretvara ultrazvučne valove koje inače ne možemo ni čuti u zvuk pune frekvencije visoke rezolucije s nevjerojatnim detaljima.
Mikro zvučnik u čvrstom stanju, koji će se naći u umetcima za uši i slušalicama raznih tvrtki — halo, AirPods? — je otkriće jer generira niskofrekventni zvučni tlak za pun odziv basa.
To ga čini istinskom zamjenom za naslijeđenu tehnologiju zvučnika koja je samo poboljšana, a ne zamijenjena, otkako su vaši pradjedovi i bake ljuljali Victrolu.
xMEMS Cypress ultrazvučni zvučnik
MEMS je kratica za mikroelektromehaničke sustave. Dodaju sićušne sklopove mehaničkim komponentama. xMEMS Labs' novi Cypress poluprovodnički MEMS zvučnik zamjenjuje staru školu reprodukcije zvuka s pritiskom na zrak i pokretnom zavojnicom "načelom transdukcije ultrazvučne modulacije amplitude."
Shvaćaš? Ne? Pa, "ultrazvučna modulacija pretvara ultrazvučne zračne impulse u bogat, detaljan, jak bas, zvuk visoke vjernosti, predstavljajući prvi beskompromisna alternativa konceptu pokretne zavojnice za mikro zvučnike za umeće u ušima velike količine zvuka potrošača s aktivnim potiskivanjem buke (ANC),” tvrtka je rekla.
Drugim riječima, ovo je temeljna promjena u odnosu na stari dizajn zvučnika koji proizvodi zvuk kroz pojačalo koje stvara zrak gurnut na dijafragmu.
Koristeći poluvodički proces velike količine, xMEMS planira učiniti za audio ono što je tehnologija čvrstog stanja već učinila za HD video, mikrofoni i pohranjivanje podataka — u suštini uklanjanje analognog bez uklanjanja kvalitete (čak i njezinog poboljšanja). Cypress iza sebe ima 25 patenata, rekli su iz tvrtke.
“Prelaskom na ultrazvučni princip zvuka, mikro zvučnik xMEMS Cypress sada može službeno zamijeniti tradicionalni zvučnike sa zavojnicom i magnetom u slušalicama s aktivnim poništavanjem buke,” rekao je Mike Housholder, xMEMS-ov potpredsjednik marketinga, poslovnog razvoja i Inženjerstvo sustava. "Cypress zadržava sve prednosti xMEMS-ovih postojećih zvučnika, dok je 40 puta glasniji u niskim frekvencijama, postižući ključni zahtjev za ANC slušalice."
Idealno za izvedbu ANC-a
Fotografija: Apple
Konkretno, tvrtka je rekla da Cypress postiže razine zvučnog tlaka (SPL) veće od 140 dB već na 20Hz. Tvrtka je dodala da je to "u skladu s najboljim naslijeđenim zvučnicima sa zavojnicom od 10-12 mm" koji se nalaze u premium slušalice za uši.
Referenca Householdera na "40 puta glasnije" je u usporedbi sa zvučnicima prethodne generacije xMEMS-a, koji se već nalaze u proizvodima tvrtki poput Soranik, Kreativno i Singularity Industries. Ključna razlika u odnosu na Cypress je u tome što njegov xMEMS drajver punog raspona ne zahtijeva hibridni dizajn koji dodaje komponentu za podizanje niske frekvencije.
Tvrtka je također naglasila kako će MEMS i ultrazvučna modulacija sa superniskofrekventnim SPL značiti velike stvari za poboljšane performanse ANC-a u slušalicama:
Cypressova brža pretvorba električne u akustičnu [od naslijeđenih zvučnika sa zavojnicom] može doprinijeti šira propusnost ANC-a (tj. proširenje ANC-a za poništavanje izvora buke viših frekvencija, poput plača dijete). Osim toga, Cypressovo gotovo konstantno vrijeme pretvorbe električne u akustičnu (grupno kašnjenje) može smanjiti DSP filtar složenosti koja zauzvrat dovodi do kraće latencije DSP-a, pogrešaka zaokruživanja i potrošnje energije prilikom obrade ANC.
Učinkovitija proizvodnja zvuka visoke rezolucije
Cypress iskorištava prednosti brzine, preciznosti i ujednačenosti povezane s MEMS-om za proizvodnju zvuka visoke rezolucije učinkovitije nego što to mogu stari zvučnici sa zavojnicom. Umjesto jednostavnog generiranja zvuka u zvučnom pojasu poput zvučnika sa zavojnicom, Cypress koristi tehnologiju za proizvodnju točne akustične kopije signala na svim frekvencijama.
Modulator mikro zvučnika generira ultrazvučni val prateći amplitudu izvornog audio signala. Zatim demodulator prenosi energiju vala do osnovnog pojasa, što rezultira zvukom koji možemo čuti. Budući da je točna kopija izvornog signala, vjerniji je snimci od drugih zvučnika, rekli su iz tvrtke.
A to uključuje današnje formate zvuka visoke razlučivosti i Spatial Audio.
"Cypress ne samo da revolucionira način na koji se zvuk može reproducirati iz električnog signala, već također redefinira kako bi se on trebao reproducirati", rekao je Jemm Liang, xMEMS CTO.
Ključne karakteristike ultrazvučnih zvučnika xMEMS Cypress
Fotografija: xMEMS Labs
Evo popisa s grafičkim oznakama koji xMEMS koristi da bi opisao što će Cypress učiniti izvrsnim:
- Brži mehanički odziv za nenadmašne detalje, jasnoću i razdvajanje
- Fazni pomak blizu nule za najprecizniju, nepromijenjenu reprodukciju zvuka
- Vrhunska fazna dosljednost od dijela do dijela za neusporedivu točnost prostornog oslikavanja
- Čvrste silikonske dijafragme eliminiraju lomljenje zvučnika za neusporedivu jasnoću srednjih/visokih tonova.
- Nemagnetski, za manju težinu i smanjene elektromagnetske smetnje
- Vrhunska kvaliteta, pouzdanost i ujednačenost od dijela do dijela poluvodiča u čvrstom stanju
postupak
Isplativa proizvodnja
xMEMS je dodao da se Cypress ultrazvučni zvučnici mogu natjecati po cijeni sa zvučnicima koji su sada na masovnom tržištu slušalica i umetaka za uši zbog proizvodnog partnerstva tvrtke s TSMC-om — istom tvrtkom da proizvodi Appleove silikonske čipove.
U tom procesu ključni su novi tankoslojni piezo materijali, kao i silicijska dijafragma/pokretač koji zamjenjuje ono što obično bi bila plastika, papir, karbonska vlakna ili drugi materijal u uravnoteženoj armaturi ili dinamici vozač. Mali otisak Cypressa također štedi prostor i težinu, što vjerojatno rezultira još manjim i lakšim umetcima za uši nego što ste navikli.
xMEMS je rekao da je proizvodni kapacitet velikog kapaciteta koji bi trebao rezultirati dosljednim i pouzdanim proizvodima već uspostavljen. Što se troškova tiče, to tek treba vidjeti u proizvodnim slušalicama koje uključuju Cypress.
Kada mogu dobiti ultrazvučne slušalice?
xMEMS trenutno nudi uzorke Cypress prototipa odabranim prvim kupcima, s demonstracijama planiranim prema dogovoru na CES 2024 u Las Vegasu, od 9. do 12. siječnja. Uzorci kandidata za proizvodnju Cypressa i pratećeg Alta kontrolera/čipa za pojačalo postat će dostupni u lipnju 2024., rekao je xMEMS. Planira masovnu proizvodnju za korištenje u stvarnim proizvodima počevši od kraja 2024.