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2.4GHz无线技术在耳机中的应用

2009-10-25刘东《微型计算机》2009年10月上

MC:普通2.4GHz无线传输技术远只能达到10米传输,对使用无线耳机的用户来说稍短,是否有更好的解决方法呢?

王:实际上2.4GHz无线耳机的传输距离是有机会做得更远一些,比方说15米或更远,但是在目前而言,工作范围扩大首先带来的是发射功率要增强,耗电也会随之增长起来。这对无线耳机的体积、重量、元件搭配、电路设计和续航能力等各方面的影响都相当大,对整体设计的协调要求较高。另一方面,从人体健康的角度出发,发射功率的限制也是出于对用户负责的考虑。我们常用的GSM手机发出的低功率为5dBm(分贝毫瓦),而我们目前采用的方案功率仅4dBm。

MC:不少无线耳机在抗干扰能力上都表现不太好,听歌偶尔会有断断续续的感觉,MAQ(魅格)是如何解决这个问题的?

王:抗干扰能力对于无线设备的重要性是举足轻重的。MAQ(魅格)采用一些智能化的方案来提高产品的抗干扰性能。比如采用随机性高的自适应跳频技术,能在整个2.4GHz可用频段中智能划分出76个信息通道,当耳机在使用过程中收到强烈干扰的时候,可以自动快速地躲避受干扰的通道,保证信息始终在畅通的通道中传输。另外,我们在传输算法上也做了考究,使用巧妙的侦错/纠错编码技术,以保证数据的可靠准确。


基于2.4GHz无线技术的MAQ(魅格)PC-4001耳机

MC:对使用电池的无线耳机来说,拥有更长的续航能力非常重要,在降低产品功耗方面,魅格是如何设计的?

王:是的。对于无线产品来说,产品性能、体积重量和续航能力之间往往存在着难以统一的矛盾。从MAQ(魅格)的产品出发,我们既希望打造出音质卓越、传输稳定的无线耳机,又希望极大限度地去挖掘产品拥有较好的续航潜力。这就要求我们在设计的时候必须对每一个元件的使用都做到深思熟虑,在可以保证产品性能的元器件中进行方案整合和比对调整,从细节上去设法降低功耗,比如采用更低功耗的元器件。更重要的是,我们在设计通讯协议的时候,还需要充分考虑到整个无线音频系统中软、硬件的极限,在性能与功耗之间选择佳的平衡点。另外,巧妙的编码技术也对功耗的降低也起了十分重要作用。

以MAQ(魅格)PC-4001为例,PC-4001所使用的收发模块,在工作模式下额定电流为30mA,高峰值也不超过32mA。当耳机在一定时间内没有接收到声音信号进入休眠模式后,耳机的耗电就仅为80uA。在产品上市阶段,我们又考虑到市面上碱性电池的品质良莠不齐,因而在PC4001的标称续航时间仅仅公布为8小时,但在实测当中,PC-4001的使用品质较好的碱性电池的情况下完全可以工作12个小时以上。而使用充电电池的续航时间则由电池的实际容量而定。事实上,既从环保和消费者的角度出发,也出于保证产品性能和续航时间的考虑,MAQ(魅格)将在以后的无线产品开发当中,都将采用内置锂电池的供电方案。

MC:无线耳机大的设计难点在哪里?有什么解决方法的方法?

王:无线耳机大的设计难点除了我们上述提到的性能与功耗之间的平衡问题之外,能否在满足音频传输的同时兼顾好实用性和效益可行性,是对设计者大的考验。无线耳机产品在市场上其实早已出现,但数字无线耳机产品不能普及的一个重要原因,就是以前的产品在几个均衡点之间都拿捏得不够到位。要不就开发成本过高,要不性能强差人意,要不功耗很大,要不工作信号不稳定。要在大众消费者可以接受的消费成本前提下,作出高水平的无线Hi-Fi耳机确实是一件极具挑战性的工作。要达到这个目标,就要求设计人员必须对音频技术、射频技术、编码技术,抗干扰技术,通讯理论以及电声技术等领域有深入的研究,同时还要能够将各种技术进行有机结合。

随着2.4GHz无线技术日趋成熟,越来越多的音频厂商都开始推出基于2.4GHz无线的耳机产品,在音质和信号稳定方面确实比过去基于FM和红外技术的无线耳机优异不少。但我们同时也看到,2.4GHz无线传输技术与蓝牙技术相比,互有优劣。因此,何种技术能成为未来的主流,我们还无法妄下结论。不过,我们能够肯定的是,无线耳机行业相比以前已经取得了长足进步,随着技术的进一步改进,未来定将有所作为。

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