『壹』 藍牙耳機的構造
今天我們就一起來了解一下這個行業，現在目前市場上的TWS藍牙耳機比較雜，幾乎每家都在設計、製造生產這個火爆的產品，TWS藍牙耳機。下面我們就一起來分析一下TWS藍牙耳機目前的狀況。
我們先從產品描述及特點開始，目前幾乎每家生產商都符合以下幾個要求及功能。
1.適用於運動、音樂、通話三種應用場景，突 破「線」制，暢享無線；
2.耳機設計小巧輕便，在跑步，騎自行車或步行途中也可完全自由運動；
3.耳機設計符合人體工程學，安全配適雙耳，佩戴舒適；
4.耳機支持入耳檢測功能，檢測入耳後，主動降噪；
5. 雙mic通話降噪技術，有效抑制環境噪音，聲音增強，讓對方清晰聽到你的聲音。
6.超10米的藍牙接收距離，方便使用；
7.耳機防水防汗等級達到IPX4，具備防水，防汗性能，適用於不同運動環境。（不同廠家防水等級不同）
8.充電盒支持TYPE-C/無線充兩種充電方式，使用更加便利；
9.耳機放置於充電盒中，充電盒開蓋後耳機自動配對連接，進行主從切換；
10.充電盒充電收納一體化設計，簡易收藏、方便攜帶、內置充電觸點、放置耳機即可充電，耳機從充電盒中取出即自動開機；
以上是藍牙耳機的一些功能需求。
下面我們一起來了解一下耳機的電池容量及待機時長，這直接關乎到很多消費者朋友是否決定購買的直接判斷。
根據統計目前市場上售賣的單耳的電池容量在25-60mAh之間，單次使用時間最長也不超過3小時， 充電盒電池容量在350-500mAh之間，當然也有及個別產商講充電盒電池達到2000mAh（倍思），並且單只耳機重量在4.5g左右，充電盒的重量在40g左右，雖然重量不是大多數消費者關心的數據，但是做為生產商卻是很關注這一數據。因為這意味著在同等電子元件條件下，廠商可以節省一筆相當可觀的塑膠材料費用，畢竟作為當下市場比較火爆的一款產品，這是走量的。
在此特別說明一下，電池一定要有保護電路。目前市場上一些無良商家在電池上面不加保護電路，這是一個非常大的安全隱患。
目前市場上面耳機內部電池除了我們常見的軟包鋰電池(鋰聚合物電池)以外，還有一些柱形鋰電池，以及紐扣鋰電池，耳機充電盒子同樣使用的還有18650電池等
上面介紹了一些TWS耳機常見的一些功能以及賣點，下面我們就一起來了解一下做為一個合格的結構工程師對耳機的結構所必須要了解的知識：
做為耳機的必不可缺少的電子元件，喇叭單元，一般採用10mm或13mm動圈發聲單元，但也有部分產商採用5.8mm定製的全頻喇叭，特點是分離度高，低頻相對更充足。在此在說明一下，耳機喇叭單元的功率一般在3mW或者5mW。
說到喇叭單元那麼我們就必須要知道在做結構設計過程當中所需要注意哪些內容，這個時候我們就必須要了解前音腔、後音腔。前聲腔對低頻段影響不大，主要影響聲音的高頻部分。隨著前音腔容積的增大，高頻波峰會越高，高頻諧振點會越來越低。設計前聲腔時，同時需考慮出聲孔的面積，一般情況下，前聲腔越大，則出聲孔面積也應該越大。當出聲孔太小時，會使頻響急劇下降，聲強損失很大，音量會極大衰減。下面給出一些前音腔推薦值。
但是對於耳機，本身的結構空間就比較小，甚至很多人根本就不會去顧及這些，那麼在此給出大家一些小比較常見的數據讓大家有一個好的參考，可以將前音腔的高度設計成0.4到1MM之間的高度，大家可以根據這個數據來進行結構設計。
後聲腔主要影響聲音的低頻部分，對高頻部分影響則較小。聲音的低頻部分對音質影響很大，低頻波峰越高，低音就越突出，主觀上會覺得鈴聲比較悅耳。
一般根據SPEAKER 直徑的大小，推薦不同而聲腔容積值，下面給出一些後音腔推薦值。
耳機前後音腔結構設計就解析到此，下面我們一起開看看TWS耳機對於音質如何進行降噪。
藍牙耳機上的降噪，根據原理可以分為以下幾種。
1、被動降噪。
這個是指入耳式耳塞，由於耳塞是通過一個硅膠套塞入人耳的耳道的。所以有較好的隔離外界聲音的作用。而且這個降噪是全頻的，就是對從20赫茲到20K赫茲的聲音都有效，而且，這個被動降噪是無損音質的。所以一般的HIFi耳塞都是入耳式的就是因為這個原因。
2、通話降噪。
通話降噪，是指藍牙耳機用於通話時，為了讓通話的對方可以聽的清楚而設計的。常見的如高通的CVC降噪。它的原理是利用藍牙耳機內部的晶元，把通話麥克風接收到的信號進行濾波處理，把外界的風噪等降低。同時，還可以把對方傳過來的通話音進行回聲削弱處理。CVC降噪由於沒有額外的麥克風來採集外部的噪音，所以降噪效果目前還是滿足不了實際應用。因此有的藍牙耳機還設計有額外的麥克風，用於收集環境雜訊，然後內部的處理器，就會把通話麥克風收集的信號中，減去拾噪麥克風收集的外部噪音。因此這種降噪效果要好很多。這種降噪我們一般叫「上行降噪」。
3、主動降噪。
主動降噪，是指在一些特定場合，如高鐵/飛機上，通過拾噪麥克風，採集外界的一些有規律的雜訊(如飛機發動機的轟鳴聲)。通過電路或者演算法，把在音樂信號中加入反向的噪音信號，是的人耳聽到的耳機中的聲音，和外界的雜訊直接抵消掉，從而達到降噪效果。
以上3種降噪為降噪原理，但是做為結構人員來說，我們要想在結構上做降噪的方式無非就那麼幾種，第一密封音腔，讓前後音腔互不幹擾，第二在結構上做反向出音孔，第三在內部增加絕緣海綿，從而達到吸音減少噪音反射。
目前市場上大多數的耳機降噪方式為在電子元件上面增加降噪麥克風。這也是目前最常用的一種降噪的方式。當然也有一些廠商直接運用恆玄的藍牙晶元從而達到自適應主動降噪。
下面再來了解一下耳機的天線部分，目前各大廠商所運用的天線無非就這么幾種，第一種陶瓷藍牙天線
下面就來介紹一下陶瓷藍牙天線：陶瓷天線是另外一種適合於藍牙裝置使用的小型化天線。陶瓷天線的種類分為塊狀陶瓷天線和多層陶瓷天線。塊狀天線是使用高溫將整塊陶瓷體一次燒結完成後再將天線的金屬部分印在陶瓷塊的表面上。而多層天線燒制採用低溫共燒的方式講多層陶瓷迭壓對位後再以高溫燒結，所以天線的金屬導體可以根據設計需要印在每一層陶瓷介質層上，如此一來可以有效縮小天線尺寸，並能達到隱藏天線目的。由於陶瓷本身介電常數比pcb電路板的要高，所以使用陶瓷天線能有效縮小天線尺寸。陶瓷天線的效果要強於板載天線，一般有ANT 接入腳和地腳，使用也很比較方便。陶瓷天線的原理要分兩部分來說：一是發射天線，一是接收天線。
①陶瓷天線發射天線簡單說：就是通過一根叫做「天線」的電極將天線與地之間形成的高頻電場變成電磁波，從而能發射出去並傳播到遠方。
②陶瓷天線接收天線簡單說：就是通過一根叫做「天線」的電極將空中傳來的電磁波感應為電場，生成高頻信號電壓，送到接收機進行信號處理。
第二種板載天線：無線接收和發射用的PCB上的部分。發射時，它把發射機的高頻電流轉化為空間電磁波；接收時，它又把從空間截獲的電磁波轉換為高頻電流送入接收機。空間佔用較少，成本低廉，不需單獨組裝天線，不易觸碰損壞，整機組裝方便，但有代價---犧牲性能。缺點是：單個天線場型很難做到圓整，插損高，效率相對低下，容易遭到主板上的干擾。
第三種是比較常見的FPC軟排天線，利用FPC排線的時候我要強調的是根據自己的結構決定是否需要背膠。
第四種LDS天線，這是一種比較新型的工藝，可能很多朋友第一次聽說，在此我們就介紹一下這種LDS天線，LDS天線是FPC天線的進化版。通過激光把天線的圖形雕刻出來。空間利用率極高。可以充分利用立體空間的中的各種不規則的面，縮小天線體積。缺點:貴。比FPC天線要貴一個數量級。且對產品外表面的工藝也有很多特殊要求。
在結構上要主要天線不要與五金件距離太近，建議與電池的距離不得小於5MM，以上部分就是天線部分就分析到此，下面一起來分析一下另外電子料，咪頭
大多數使用的都是硅麥，也有一些產商使用的是常見的圓形mic
在結構設計過程中一定要將mic用硅膠包住進行密封，一般硅膠套的硬度為60度，
以上我們將咪頭部分就分析到此，下面我們一起來了解一下耳機與盒子充電結構，目前耳機與充電盒充電部分大都是用PIN針，有些是通過其他材料進行接觸，比如用的是彈片接觸進行充電，通過 pin針來進行接觸連接。一般單只耳機在2到4根之間進行充電。讓PIN針與PCB進行焊接最後再穿過殼子進行接觸，從而進行充電，甚至很多人有這么一個問題，那就是PIN針是怎麼做出來的，在此給大家解釋一下。PIN針是用車床車出來的。PIN針彈力一般在60克左右。
上面我將PIN針的內容介紹到此，下面我們一起來了解一下做為必不可少的一款物料，磁鐵
目前大家運用的磁鐵材料一般都是釹鐵硼磁鐵，磁力N52，在此給大家介紹一下磁鐵，磁鐵分為2類，一類是永久性磁鐵，一類是非永久性磁鐵，永久磁鐵是能夠長期保持磁性的磁鐵，製作工藝為，先製作出磁鐵的模具，然後在把稀有金屬釹，鋁，鐵，硼等其他材料一起放入融爐中進行融化，後面將融化後的鐵水倒入到之前做好的磁鐵模具中，冷卻後，在用砂輪進行重新打磨成各種樣子，一般我們耳機裡面的磁鐵，大家不需要支付模具費用，只需要支付砂輪刀具以及治具的費用。剛做好的磁鐵需要進行充磁，另外在提示一下在的在出磁鐵工程圖時記得標注磁鐵的充磁方向。磁力的大小一定要根據自己的產品而定。很多人對上面的N52這個意思不懂，有些是N35，N48，其實這就是磁力的大小，一般按照性能大小依次為n35至n52，數字越大性能越高也就是磁力越強。同樣的價格也越貴。按照溫度系數還可以分為n檔、m檔、h檔、sh檔等。
有些朋友想測量一下磁鐵的磁力，但是不知道怎麼進行測量，我們一般常用的測試設備有高斯計，和磁通計。高斯計（又稱特斯拉計）是根據霍爾效應原理製成的測量磁感應強度的儀器，它由霍爾探頭和測量儀表構成。霍爾探頭在磁場中因霍爾效應而產生霍爾電壓，測出霍爾電壓後根據霍爾電壓公式和已知的霍爾系數可確定磁感應強度的大小。高斯計的讀數以高斯或千高斯為單位。
磁通計是在測量線圈內磁通變化時，根據可動框架的偏轉程度來確定磁通量的磁場測量儀器。
磁鐵在TWS耳機當中的固定結構大都是通過點膠進行固定。以上就是磁鐵的部分，下面我們就來了解一下藍牙耳機的霍爾感應部分。可能很多人不太理解霍爾開關。藍牙耳機霍爾開關就是把霍爾元件應用在藍牙耳機上。霍爾開關：通過磁感應來控制耳機的開關機。由於藍牙耳機左右耳都需內置磁鐵，所以霍爾磁控開關要做好磁鐵屏蔽功能。由於結構設計的不同，需採用不同型號的霍爾晶元，使元器件免受磁場干擾。
很多人會問這么一個問題，那就是霍爾與磁鐵直之間的感應距離控制在多少最好？要選擇多大的磁鐵合適？但其實距離與磁場是要根據實際電路來選擇的，沒有固定的參數。霍爾是通過感應磁場來工作的，當我們選擇磁鐵時，一般情況下磁場需要大於選擇的霍爾工作點的1-2倍，這樣霍爾才會感應到磁場並開始工作。這里要注意的一點是磁鐵的尺寸和磁場強度是無關的，在進行霍爾選型時，霍爾的感應距離和磁場強度有直接關系，沒有固定的距離參數，感應距離是根據霍爾靈敏度與磁場的強度來決定的，磁場越大霍爾感應的距離就越遠，當霍爾靈敏度較高導致出現誤差時，可以考慮適當的拉遠霍爾與磁鐵的距離，或者降低磁場強度。
以上就是霍爾部分，下面我們一起來了解一下無線充，個人感覺無線充用在藍牙耳機上面並沒有什麼太大的作用，因為無線藍牙耳機有自己的充電倉。那麼在此就就不重點的接受無線結構我就直接上圖，讓大家能夠知道無線充的結構。
下面我們就來一起看看TWS藍牙耳機需要經過哪些測試。
1、耳機功耗測試。2、RF耦合測試。3、RF有源測試。4、喇叭頻率測試。5、失真度測試。6、降噪測試。7、音頻測試。8、可靠性測試等。測試的類目很多。可以說每個公司的測試標准不一樣，但實際類目都大同小異。如果是一些小公司專做山寨產品的對呀他們來說幾乎不需要測試。甚至於很多耳機連最基本的跌落測試都過不了。更不要說其他的測試了。
現在我們要來看看認證，就是說耳機一般要經過什麼認證。可能很多人對於這些不是很清楚。我們一起來了解一下耳機要做哪些認證。CE認證、WPC認證、BQB認證、BIS認證、Jate認證、GB8898-2011等 以上認證也需要看該產品出口哪個國家才做哪些 認證。下面我們就一起來介紹一下這些認證。CE認證：CE標志是安全合格標志而非質量合格標志。若出口至歐洲經濟區EEA包括歐盟EU及歐洲自由貿易協議EFTA的30個成員國中的任何一國，則可能需要CE認證。WPC認證：主要用於印度，是印度管制無線法規的機構，所有無線產品在進入市場之前必須取得WPC的核准。BQB認證：就是藍牙認證，產品具有藍牙功能並且在產品外觀上標明藍牙標志，必須通過一個叫做BQB（Bluetooth Qualification Body）的認證。BIS認證：BIS認證是ISI認證發證機構印度標准局（The Bureau of Indian Standards），簡稱BIS，具體負責產品認證工作。
TWS藍牙耳機除了滿足上述認證以外還得滿足環保要求。RHOS，無鹵、REACH，WEEE、美國加洲65等