TWS耳機(jī)觸控與無線充電盒

自AirPods發(fā)布以來，TWS真無線立體聲技術(shù)逐漸進(jìn)入大眾視野，TWS耳機(jī)讓用戶擺脫了耳機(jī)線的束縛，打開充電盒就能與手機(jī)配對，戴上就自動播放音樂，輕輕碰一下就能實現(xiàn)喚醒語音助手、切歌、接聽/掛斷電話等操作，使用起來非常方便。

觸控技術(shù)取代了原來耳機(jī)的線控，有利也有弊：TWS耳機(jī)采用觸控方案，有結(jié)構(gòu)簡單、配件少、模具費用低、裝配工位少、容易做外觀防水，給人有科技感的印象等優(yōu)點;另一方面，雖然沒有了纏繞和麻煩，但是觸控的靈敏度和誤觸問題也是考驗TWS耳機(jī)產(chǎn)品好不好用的一道難題。面對這一難點，致力于提供TWS耳機(jī)解決方案的卓芯微科技，推出了ZXW8029電容式入耳檢測及觸控芯片，主要應(yīng)用于TWS耳機(jī)的入耳檢測及觸摸按鍵功能，下面一起來詳細(xì)了解一下吧~

一、ZXW8029入耳檢測及觸控方案

ZXW8029是一款針對TWS耳機(jī)的電容式入耳檢測及觸控的低功耗芯片，主要應(yīng)用于TWS耳機(jī)的入耳檢測及觸摸按鍵功能。該方案支持入耳檢測功能、支持按鍵的單擊、雙擊和長按功能，還支持上下滑動的音量調(diào)節(jié)功能，并且能夠有效防止汗水等因素造成的誤觸;佩戴模式下會進(jìn)如低功耗的睡眠模式，功耗只有4uA~7uA@3.2V。

1、ZXW8029 方案演示

ZXW8029 Touch IC內(nèi)部集成了一個高性能、低功耗MCU和一個4通道電容傳感器，利用RC振蕩的原理來檢測電容變化，從而實現(xiàn)入耳檢測及按鍵功能，使得人機(jī)交換的界面更加方便、更加智能。

2、ZXW8029的架構(gòu)和特性

搭配卓芯微的 TWS 耳機(jī)入耳檢測及觸摸的軟件算法，ZXW8029擁有低功耗、高信噪比的特點，并且能夠準(zhǔn)確識別入耳、出耳，上下滑動(或左右滑動)滑條和單雙擊、長按按鍵等操作。

特性：

(1)提供精確可靠的低功耗入耳檢測

(2)支持上下滑動(或左右滑動)，單雙擊、長按等手勢操作

(3)工作電壓1.8V–5.5V

(4)內(nèi)置4通道電容傳感器

(5)IIC通信接口

(6)集成高性能，低功耗的MCU

(7)片上存儲器：RAM數(shù)據(jù)存儲器，128* 8 bit;True EEPROM存儲器，32 * 8 bit

(8)內(nèi)置2K*16bit的Flash程序存儲器

(9)時鐘和電源管理：HIRC振蕩器，2/4/8Mhz;LIRC振蕩器：32KHz

(10)封裝: 10DFN(3mm*3mm*0.75mm)

3、ZXW8029支持兩種工作模式，自動切換實現(xiàn)低功耗

ZXW8029 支持兩種工作模式以滿足低功耗應(yīng)用要求，分別為Active和Idle兩種模式，兩個模式之間的切換如圖所示。在Active模式中，MCU 將以HIRC的系統(tǒng)頻率全速在運行。若檢測到相應(yīng)Touch/Ear動作就會將相應(yīng)寄存器的標(biāo)志位置位，作動釋放時則將相應(yīng)寄存器的標(biāo)志位清除。

若一段時間沒有檢測到對應(yīng) Touch/Ear 動作，MCU 將關(guān)閉 HIRC，切換 Idle 模式以降低MCU的功耗。在 Idle 模式中，MCU以LIRC的驅(qū)動頻率驅(qū)動WDT，實現(xiàn)周期性的檢測相應(yīng)的Touch/Ear 的動作。若檢測到相應(yīng)的Touch/Ear的動作，MCU將開啟HIRC振蕩器，并從Idle模式中切換至 Active 模式。若無相應(yīng)的Touch/Ear動作，MCU將繼續(xù)維持在較低功耗的Idle模式。

4、卓芯微提供成熟的配套開發(fā)工具，支持OTA升級

ZXW8029具有自動校準(zhǔn)功能，可以去除汗?jié)n、溫濕度、頭發(fā)等干擾，同時卓芯微可以提供成熟的配套開發(fā)工具，能夠監(jiān)測觸控相關(guān)參數(shù)，協(xié)助調(diào)解配置觸控感度。

手機(jī)端觸控參數(shù)監(jiān)測工具。KEY1為入耳式檢測，KEY2是按鍵功能，兩圖為帶上DEMO的時候操作按鍵時的數(shù)據(jù)顯示。

如果是成品的觸控功能調(diào)整，卓芯微的方案支持在線校準(zhǔn)和OTA升級，可以免除后顧之憂。除此之外，卓芯微還可以協(xié)助評估佩戴檢測及手勢識別的可行性，提供SENSOR設(shè)計及LAYOUT的技術(shù)支持，根據(jù)客戶應(yīng)用需求適配不同的觸摸固件，開發(fā)生產(chǎn)的FAE支持等。

二、卓芯微觸控方案的應(yīng)用

ZXW8029是卓芯微最新的電容式入耳檢測及觸控方案，據(jù)我愛音頻網(wǎng)拆解了解到，此前卓芯微推出的多款觸控方案已被東芝、小米等知名品牌的TWS耳機(jī)采用，下面一起來回顧一下。

1、83A02A雙通道觸控方案

這是一款來自東芝的TWS耳機(jī)，采用了卓芯微的雙通道觸控方案，拆開耳機(jī)可以看到，耳機(jī)的觸控感應(yīng)是通過FPC+頂針檢測到的。

耳機(jī)主板連接觸控FPC的頂針附近，有一顆來自HOLTEK合泰的BS83A02A-4 雙通道觸摸IC，采用6DFN的封裝方式，封裝小、功耗低，抗干擾能力強(qiáng)。芯片內(nèi)部集成高性能、低功耗雙通道電容傳感器，利用RC震蕩原理來檢測電容變化，從而實現(xiàn)觸控功能，搭配卓芯微科技針對TWS耳機(jī)的觸摸算法，可以準(zhǔn)確識別單擊、雙擊、長按等操作。此外，83A02A支持編程，可以實現(xiàn)智能佩戴檢測功能。

2、83B04C四通道觸控方案

目前市面上比較熱門的小米真無線藍(lán)牙耳機(jī)Air2 SE采用的是卓芯微的四通道觸控方案，耳機(jī)支持入耳檢測、支持觸控。

主板上的Holtek合泰BS83B04C低功耗觸控感應(yīng)MCU，支持4路觸摸檢測，用來響應(yīng)入耳檢測和觸摸操作。

三、不只是觸控，卓芯微可提供TWS耳機(jī)全方位技術(shù)支持通

過此前我愛音頻網(wǎng)的拆解，我們可以了解到，選擇卓芯微方案的TWS耳機(jī)均為知名品牌，其耳機(jī)的設(shè)計和用料也都比較好，在同價位產(chǎn)品中非常有競爭力。據(jù)悉卓芯微公司于2017年開始服務(wù)品牌客戶，為國內(nèi)外一線品牌提供耳機(jī)解決方案，每月出貨量達(dá)KK級別，知名品牌客戶代表有華為、小米、OPPO、東芝、JBL、萬魔、舒爾、Skullcandy等。同時公司也是鈺泰，合泰，芯海的一級代理商，全系列芯片代理。除TWS耳機(jī)佩戴檢測和功能按鍵方案外，卓芯微還可以提供TWS耳機(jī)的壓力傳感、耳機(jī)充電倉等方案，旨在為客戶提供全方位的技術(shù)支持服務(wù)。

1、ZX8240，支持無線充電功能的TWS充電盒方案

卓芯微近期發(fā)布了一款型號為ZX8240的TWS充電盒電源管理芯片，支持無線充電，芯片集成度高，外圍電路簡單，充電電流可達(dá)400mA(可調(diào)節(jié))，靜態(tài)功耗低，僅15uA。是一個比較適合小體積TWS充電盒的無線充方案。

ZX8240芯片特點：

(1)高集成度，線路精簡：內(nèi)部集成無線充全橋整流電路;內(nèi)部集成通訊調(diào)變功能，滿足了無線充電接收端所需的電路;內(nèi)部集成5V LDO;內(nèi)部集成400mA線性充電線路。

(2)可通過QI認(rèn)證

(3)支持IAP在線升級

(4)內(nèi)建多達(dá)128byte EEPROM

(5)擴(kuò)展能力強(qiáng)，支持IIC，SPI，UART燈通訊接口