xMEMS представила бескатушечные МЭМС-динамики для наушников, которые превращают ультразвук в насыщенный бас

Один из разработчиков микроэлектромеханических динамиков (МЭМС), молодая компания xMEMS, готовит к демонстрации на CES 2024 интересную новинку — кремниевые динамики для наушников, которые демонстрируют впечатляющую громкость на низких частотах. Разработка обещает стать основой аудиогарнитур высокого класса, продемонстрирует впечатляющие шумоподавляющие свойства и намерена проникнуть в мир динамиков для ноутбуков, автомобилей и техники вообще.

Для передачи низких частот в традиционных акустических системах необходимы диффузоры большого размера. Для бездиффузорных МЭМС-динамиков это, казалось бы, совершенно неподъёмная задача — обеспечить басы на крошечных мембранах. Но в xMEMS нашли решение. Вместо того чтобы двигать диффузоры и создавать звуковое давление перед динамиками, разработчики компании предложили двигать весь объём воздуха в камере наушника. И достигается это с помощью ультразвука, на что миниатюрные кремниевые клапаны вполне способны.

Чип в наушниках Cypress смешивает аудиосигнал с несущей в ультразвуковом диапазоне. Это создаёт два ультразвуковых сигнала, согласованных по амплитуде с аудиосигналом: один модулирует несущую ультразвуковую волну, а второй создаёт боковую полосу подавления (side-band suppressed). Сигнал подавления идёт на мембранные исполнительные механизмы (mems trasducer, SM), а модулированный ультразвуковой сигнал подаётся на исполнительные механизмы (SV). Механизм SM создаёт давление воздуха в канале наушника, а механизм SV производит демодуляцию сигнала и мы вместо ультразвука слышим звук, усиленный давлением воздуха.

По словам компании, в сравнении с обычными МЭМС-динамиками низкие частоты в динамиках xMEMS в 40 раз сильнее (сравнение делалось не с лучшими моделями компании Cowell, если что). На 20 Гц громкость xMEMS достигает 140 дБ. Подобная характеристика обещает привести к появлению поразительных по шумоподавлению наушников. На низах они заглушат даже рёв взлетающего реактивного самолёта невдалеке. Наконец, проблема с шумоподавлением в том, что если наушник сидит в ухе неплотно, то он перестаёт подавлять шум. По крайней мере, не делает это хорошо. С заявленным запасом по низам наушники xMEMS будут свободны от этой проблемы.

К другим преимуществам МЭМС-динамиков можно отнести отсутствие помех в виде фазовых искажений, а также фазовой рассогласованности отдельных экземпляров динамиков. Это упростит производство и сборку наушников. Кстати, одними из первых наушники на динамиках xMEMS обещала начать выпуск компания Creative. Непосредственно производством MEMS-динамиков компании занимается TSMC. Во всяком случае, она выпускала первые поколения динамиков xMEMS.

Массовое производство новых кремниевых динамиков xMEMS (и управляющих микросхем) с невообразимыми низами начнётся в июне 2024 года. В продаже наушники с этими динамиками должны появиться в конце 2024 года.