De la musique de qualité pour nos oreilles

La société devenant de plus en plus connectée grâce à la technologie, l'utilisation d'écouteurs et de casques devient de plus en plus courante dans le monde entier. Les modèles sans fil, où les voies gauche et droite sont chacune sans aucun fil, sont les moteurs de l'expansion du marché. La connectivité sans fil a cependant un impact négatif sur la qualité du son. Cet article illustre comment les filtres coupe-bande de TDK contribuent à obtenir cet audio de qualité.

Un marché en pleine expansion
La demande mondiale d'écouteurs et de casques sans fil augmente rapidement. Selon un rapport de 2021 sur le marché mondial de l'électronique réalisé par le Fuji Chimera Research Institute, ce marché devrait atteindre 776 millions d'unités en 2026 contre environ 210 millions d'unités en 2019, comme le montre la figure 1. Les écouteurs de type True wireless stereo (TWS), où les voies gauche et droite sont individuellement sans fil, constituent un moteur important.



Figure 1 : Prévision du marché mondial des écouteurs et casques sans fil

Le principal avantage de TWS est qu'il supprime tous les inconvénients des câbles. Par rapport aux modèles filaires traditionnels, vous pouvez écouter de la musique plus confortablement, que ce soit pour vous rendre au travail ou à l'école, faire du sport, effectuer des tâches ménagères ou faire des courses. Au-delà d'être simplement un accessoire pour smartphone ou un appareil permettant d'écouter de la musique, le TWS devrait devenir un appareil auditif qui va transformer nos vies. Les dispositifs auditifs sont comme des ordinateurs portés à l'oreille: ce sont des appareils portables qui donnent la priorité à l'entrée et à la sortie vocales. Les applications prévues comprennent les appels mains libres, la surveillance biométrique et la traduction simultanée.

Surmonter les problèmes de taille et la qualité du son
L'amélioration de la qualité sonore et une réduction de la taille sont essentielles pour que le TWS continue son évolution. Si le TWS et autres gadgets audio connectés sans fil ont rendu nos vies plus pratiques, ils sont intrinsèquement imparfaits car les signaux sans fil peuvent interférer avec les signaux audio, provoquant une sorte de cliquetis ou un bourdonnement étrange. Pour obtenir un son de haute-fidélité, il est essentiel de minimiser ce bruit autant que possible, comme montré sur la figure 2.



Figure 2: D'après les recherches menées par TDK, les graphiques montrent le bruit audible avec et sans le filtre de TDK.

TWS, contrairement à ses homologues filaires, impose que les antennes et les batteries soient maintenues à l'intérieur des oreillettes et limite la place pour les amplificateurs et les espaces nécessaires à la vibration des membranes, ce qui rend les choses encore plus difficiles. On a donc besoin de créer des circuits plus petits et d’avoir moins de composants pour pallier l'augmentation de la taille des enceintes et la diminution de la qualité sonore.

Comme le corps humain est chargé électriquement, lorsqu'il entre en contact avec un appareil électronique, une décharge électrostatique (electrostatic discharge, ESD) se produit. Par conséquent, les appareils audio sans fil et autres dispositifs électroniques nécessitent une protection contre les ESD car les mains les touchent fréquemment. Habituellement, une diode TVS (transient-voltage-suppression) est ajoutée au circuit pour protéger les appareils électroniques contre les décharges électrostatiques. Cela s'avère cependant inefficace pour annuler le bruit, ce qui nécessite un composant supplémentaire, tel qu'un MLCC (multilayer ceramic capacitors).

C'est pourquoi TDK a créé la série AVRF de filtres coupe-bande qui réduisent le bruit en bloquant les signaux à des fréquences particulières, telles que celles utilisées pour les communications sans fil. En raison de la spécificité des matériaux utilisés et de la conception de leurs structures, ces composants offrent des propriétés d'atténuation supérieures pour des fréquences spécifiques. Ils améliorent la qualité sonore en réduisant le bruit et en améliorant la sensibilité de réception pour les TWS et autres dispositifs de communication sans fil.



Figure 3 : Contre-mesures contre le bruit et les décharges électrostatiques implémentées sur une seule puce

La fonction intégrée de protection contre les surtensions et les décharges électrostatiques de la série AVRF est donc un bonus, comme le montre la figure 3. En éliminant l'exigence de diodes TVS, qui sont plus volumineuses que les filtres coupe-bande, et d'un MLCC, des contre-mesures contre le bruit et les décharges électrostatiques peuvent être implémentées sur une puce unique, ce qui entraîne une réduction significative de la taille du circuit.

Conçu pour la haute-fidélité
Pour obtenir un environnement résistant au bruit, les contre-mesures de compatibilité électromagnétique (EMC) de la famille de filtres coupe-bande TDK AVRF sont appropriées pour les TWS ainsi que pour les circuits audio dans des appareils tels que les smartphones et les haut-parleurs intelligents. Les dispositifs de communication sans fil devenant de plus en plus répandus, les stratégies d'atténuation du bruit seront d'autant plus importantes. TDK vise à élargir la portée actuelle de la série AVRF axée sur les équipements audio pour les communications sans fil, afin d'englober les systèmes d'info-divertissement des véhicules, les équipements industriels, l'énergie et les soins de santé.

www.tdk.com

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