A pesar de haber escuchado la canción probablemente 50 veces en los últimos dos años, descubrí que hay notas en “Starman” de David Bowie que nunca había escuchado hasta una mañana de principios de noviembre. Fue entonces cuando pude probar un prototipo de auricular con cancelación de ruido de xMEMS. La startup de cinco años se especializa en fabricar altavoces a partir de chips piezoeléctricos y de silicio de sistemas microelectromecánicos (MEMS). Sus diseños existentes están empezando a aparecer en dispositivos de consumo y tienen muchas ventajas sobre los altavoces en miniatura actuales. Esas notas previamente ocultas en “Starman” son sólo una de ellas. Pero su volumen máximo nunca ha sido suficiente para superar un requisito técnico de los auriculares con cancelación de ruido: 20 decibelios más en el registro de graves. Una nueva tecnología MEMS, llamada Cypress, genera tonos audibles generando y combinando ultrasonidos y debería dar a los parlantes del tamaño de un chip suficiente potencia para el trabajo y tal vez incluso liderar la adquisición tecnológica de otros parlantes pequeños, como los de los automóviles y las computadoras. “La más convencional los parlantes generan sonido accionando y empujando un diafragma; estás empujando aire para generar sonido”, dice Mike Householder, vicepresidente de marketing y desarrollo comercial de xMEMS. Con Cypress, dice: «En realidad, vamos a utilizar modulación y demodulación ultrasónicas para crear presión y generar sonido… esta es fundamentalmente la primera vez que los humanos experimentan el sonido generado de una manera diferente». El chip de altavoz Cypress MEMS es aproximadamente 9 milímetros en diagonal. Los chips xMEMSMEMS ya han conquistado el mercado de los micrófonos y constituyen la mayoría de los micrófonos vendidos incluso hace cinco años, según la firma de investigación de mercado Yole Group. Pero los oradores exigen algo diferente de MEMS, explica Householder. Tienen que impulsar un volumen de aire, en lugar de ser empujados por él. Los parlantes xMEMS que se incluyen actualmente en los productos son chips con múltiples láminas de silicio recubiertas de material piezoeléctrico que vibran a frecuencias audibles. XMEMS ya ha brindado una serie de ventajas de la tecnología MEMS. Los chips MEMS que se especializan en frecuencias audibles incluyen una distorsión de fase muy baja. Esa es la variación en el tiempo de una señal acústica según su frecuencia. En un artículo anterior, Brian Lucey, un ingeniero de masterización que ha trabajado en 9 álbumes ganadores de premios Grammy, dijo a IEEE Spectrum: “La inexactitud de fase es tan omnipresente que simplemente la aceptamos… Hasta ahora, la tecnología de los controladores nunca ha sido capaz de Sea así de preciso. Realmente no se trata de cómo suena cuando es inexacto, porque eso es normal para nuestros oídos. Es más una cuestión de cómo suena cuando es tan casi perfectamente preciso… Todo te golpea al mismo tiempo. No hay pérdida de tiempo en la forma en que se transmite el sonido”. Desde el punto de vista de fabricación e ingeniería, MEMS también es una victoria, argumenta Householder. Por un lado, es un sistema menos complejo, compuesto por un solo chip empaquetado y un circuito integrado que lo acompaña, en lugar de un conjunto complejo de bobina, imán, diafragma y otras partes. Los altavoces de bobina requieren una fabricación y pruebas que requieren mucha mano de obra, en parte debido a las inconsistencias de una unidad a otra. Y los MEMS permiten un diseño más sencillo de los auriculares, porque no causan interferencias electromagnéticas como los altavoces de bobina y no requieren un volumen particular de aire en la parte posterior del auricular para mejorar la calidad del sonido. Problema de cancelación de ruido MEMS Todo eso es suficiente para algunas aplicaciones, pero para los auriculares «verdaderamente estéreo inalámbricos» hay un problema. Si tienes un par, y probablemente lo tengas, notarás un pequeño respiradero. Está ahí por tres razones, explica Householder. Una es liberar la presión incómoda entre el auricular y el canal auditivo. Otra es reducir un efecto extraño en el que tu propia voz se amplifica dentro de tu cabeza. Y el tercero es facilitar la cancelación activa de ruido. El chip de altavoz Cypress MEMS es lo suficientemente fuerte como para admitir la cancelación activa de ruido sin un woofer adicional. xMEMSLa cancelación activa de ruido se basa en algoritmos que asumen un sello relativamente estable entre el auricular y el oído. Pero la vida real no funciona así. Los cogollos se mueven con el uso normal y el sello no es consistente. La ventilación está destinada a ser una fuga mucho mayor en el sistema que cualquier pequeña rotura en el sello, anulando los pequeños cambios y permitiendo que el algoritmo de cancelación de ruido haga su trabajo, explica Householder. “La desventaja es cuando abres aire a una altavoz”, afecta las frecuencias bajas, dice. «Eso es sólo la física de los altavoces». Con un auricular normalmente se pierden unos 20 decibeles de baja frecuencia, afirma. Por sí solos, los parlantes xMEMS en los dispositivos actuales pueden alcanzar los 120 dB y, sí, ese ya es un nivel bastante poco saludable. Pero para anular los martillos neumáticos y los motores a reacción del mundo, se necesitan 140 dB en baja frecuencia. Para compensar la diferencia con un dispositivo MEMS, los diseñadores actualmente lo combinan con un altavoz de bobina que se utiliza como woofer. Pero la nueva tecnología de ultrasonido xMEMS puede hacer el trabajo completo por sí sola, dice Householder. Cómo funciona la tecnología de ultrasonido xMEMS El ultrasonido se forma en pulsos con una envolvente a una frecuencia de audio. xMEMS En el primer paso, un IC personalizado modula una señal portadora de ultrasonido con el audio. señal. El resultado es una señal de ultrasonido cuya amplitud es la forma de la señal de audio. Esta señal combinada impulsa un par de voladizos que convierten la señal en ondas de presión ultrasónicas dentro de la cámara del altavoz. Luego, una segunda señal ventila periódicamente la cámara, produciendo una serie de picos de presión cuya envolvente es la señal de audio que escuchamos. El nuevo chip es efectivamente 40 veces más ruidoso, alcanzando más de 140 dB incluso en el extremo más bajo de la audición humana, 20 hercios. . Y eso es lo suficientemente bueno para hacer el trabajo de cancelación activa de ruido. Igual de importante es que le da a la tecnología un camino hacia productos de consumo que necesitan aún más volumen, como teléfonos inteligentes y computadoras portátiles. Algunos de los primeros clientes ya están probando los prototipos de chips Cypress, y las muestras de producción se enviarán en junio de 2024, con producción en masa. programado para finales de 2024. Artículos de su sitio Artículos relacionados en la Web
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