Könnte MEMS der nächste große Sprung in der Kopfhörertechnologie sein?


Wenn Sie einen In-Ear-Kopfhörer besitzen, besteht eine gute Chance, dass dieser eine entsprechende Technologie verwendet Jahrzehnte . Trotz der Versuche, andere, exotisch klingende Systeme wie planare magnetische, elektrostatische und sogar Knochenleitung einzuführen, verwenden die meisten IEMs oder In-Ear-Kopfhörer immer noch entweder Balanced Armature- oder dynamische Treiber. Aber es gibt noch einen weiteren Konkurrenten, der hohe Wiedergabetreue, geringen Stromverbrauch und einen geringen Platzbedarf verspricht. Der Clou ist, dass es sich um eine Technologie handelt, die Sie bereits seit zehn Jahren in Ihrer Tasche haben.

Die Rede ist von mikroelektromechanischen Systemen (MEMS), einer Technologie, die seit den 2010er Jahren in fast jedem Mikrofon in jedem Mobiltelefon zum Einsatz kommt. Bei der Anwendung auf Kopfhörertreiber (das Gegenteil eines Mikrofons) gibt es viele Vorteile. Doch bis vor Kurzem war die Technologie noch nicht ausgereift genug für Mainstream-Kopfhörer. Das in Kalifornien ansässige Unternehmen xMEMS ist ein Unternehmen, das die Technologie vorantreibt, und endlich kommen Verbraucherprodukte mit seinen Solid-State-MEMS-Treibern auf den Markt. Wir haben den High-End-Oni von Singularity getestet, aber Creative hat auch bestätigt, dass rechtzeitig zu den Feiertagen ein Satz TWS-Kopfhörer mit xMEMS-Treibern verfügbar sein wird.

Wo herkömmliche Lautsprecher und Treiber typischerweise Magnete und Spulen verwenden, kommen bei MEMS Piezos und Silizium zum Einsatz. Das Ergebnis ist, wenn man dem Hype Glauben schenken darf, etwas, das reaktionsschneller, langlebiger und mit gleichbleibender Wiedergabetreue ist. Und im Gegensatz zu Balanced-Armature- oder dynamischen MEMS-Treibern können MEMS-Treiber in einer Produktionslinie hergestellt werden, ohne dass eine Kalibrierung oder Treiberanpassung erforderlich ist, was ihre Produktion rationalisiert. xMEMS hat beispielsweise für seinen Herstellungsprozess eine Partnerschaft mit TSMC geschlossen, einem der größten Hersteller von Mikroprozessoren.

Auf der Fingerspitze ist ein kleiner MEMS-Kopfhörertreiber abgebildet.

xMEMS

Natürlich eignen sich MEMS-Treiber für jedes Wearable, das Ton erzeugt, von AR-Brillen über VR-Brillen bis hin zu Hörgeräten. Für die meisten von uns sind es jedoch Kopfhörer, bei denen wir die größte Wirkung erzielen werden. Nicht zuletzt, weil die potenzielle Konsistenz und Präzision von MEMS perfekt mit verwandten Technologien wie räumlichem Audio harmonieren sollte, wo schnelle Reaktionszeiten und perfekte Phasenanpassung (zwei Kopfhörer sind perfekt aufeinander kalibriert) unerlässlich sind.

Derzeit eignet sich MEMS am besten für Ohrhörer, IEMS und TWS-Kopfhörer, aber xMEMS hofft, dies zu ändern. „Der Nordstern des Unternehmens bestand darin, Lautsprecher neu zu erfinden“, sagte Mike Householder, Marketing & Business Development des Unternehmens, gegenüber Engadget. „Aber das Generieren von Audio mit voller Bandbreite im Freiluftbetrieb ist eine etwas größere Entwicklungsherausforderung, die etwas mehr Zeit in Anspruch nehmen wird. Für uns war es einfacher, in den Bereich Personal Audio einzusteigen, und das ist das Produkt, das wir heute haben.“

Sehen Sie sich das erste IEM an, das über die Solid-State-Treiber von xMEMS verfügt. , wirken wie normale, stilvolle High-End-In-Ear-Monitore. Als die Musik jedoch zu fließen begann, war ein sehr deutlicher Unterschied zu erkennen. Elektronische Genres klangen knackig und wirkungsvoll auf eine Art und Weise, die mehr ausmachte. Das schnelle Einschwingverhalten der MEMS-Treiber spiegelt sich in der scharfen, druckvollen Percussion von „Ghostwriter“ von RJD2 und „Live Again“ von den Chemical Brothers wider. Vor allem die Mittel- und Höhenbereiche glänzten mit bemerkenswerter Klarheit. Die Basswiedergabe war gut, insbesondere in den unteren Mitten, aber vielleicht nicht die Stärke des Erlebnisses.

Eine Nahaufnahme eines ONI-In-Ear-Monitors von Singularity.

Singularität

Als ich „For Whom the Bell Tolls“ von Metallica ausprobierte, bemerkte ich sofort, dass die Hi-Hats auf eine Weise durchdrangen, die ich noch nie zuvor gehört hatte. Ich kann es nur als „spritzig“ beschreiben. Es klang nicht seltsam, nur auffällig. Ich habe Householder danach gefragt und er war nicht so überrascht. „Ja, die Hi-Hats, Becken und Percussion, Sie werden es mit einer neuen Detailtiefe hören, die Sie wirklich nicht gewohnt sind.“ Er sagte und fügte hinzu, dass ein Teil davon auf die Abstimmung des mitgelieferten Kopfhörerverstärkers zurückzuführen sei ), also liegt es zum Teil am EQ, gemischt mit der verbesserten Klarheit der hohen Frequenzen durch die MEMS-Treiber.

Beim mitgelieferten Verstärker/DAC gab es noch eine weitere Überraschung: Er verfügte über einen speziellen „xMEMS“-Modus. Ursprünglich hatte ich vor, meinen eigenen zu verwenden, aber es stellte sich heraus, dass ich diesen speziellen DAC brauchte, da die MEMS-Treiber eine 10-Volt-Vorspannung benötigen, um zu funktionieren. Ich habe Householder gefragt, ob alle Kopfhörer einen DAC benötigen würden (wodurch ihre Chancen auf eine breite Akzeptanz im Mainstream praktisch zunichte gemacht würden), aber anscheinend hat xMEMS einen eigenen Verstärker-„Chip“ entwickelt, der sowohl die Lautsprecher ansteuern als auch die 10-Volt-Vorspannung liefern kann. Die kommenden True Wireless-Kopfhörer von Creative beispielsweise benötigen offensichtlich keine zusätzliche Hardware.

Hier wird es interessant. Obwohl wir den Preis für die TWS-Kopfhörer von Creative mit xMEMS-Treibern nicht kennen, können wir sicher sein, dass sie viel günstiger sein werden als die IEMs von Singularity, die im Einzelhandel für 1.500 US-Dollar erhältlich sind. „Wissen Sie, sie sprechen einen bestimmten Verbraucher an, aber man könnte den gleichen Lautsprecher auch ganz einfach in eine Plastikhülle stecken und ihn für 150 Dollar verkaufen“, sagte Householder zu Engadget. Die Idee, dass xMEMS persönliches Audio in jedem Preissegment demokratisieren kann, ist mutig. Nicht zuletzt, weil die meisten Audiophilen es nicht gewohnt sind, die exakt gleiche Technologie in ihren IEMs auch in drahtlosen Produkten unter 200 US-Dollar zu sehen. Bis wir jedoch ein weiteres Set zum Testen haben, können wir nichts über den individuellen Charakter sagen, den jeder Hersteller ihnen verleihen kann.

Explosionszeichnung eines xMEMS-Kopfhörers.

xMEMS

Ein möglicher Differenzierungsfaktor für High-End-Produkte (und konkurrierende MEMS-basierte Produkte) ist etwas, das xMEMS „Skyline“ nennt. Householder beschrieb es als eine dynamische „Öffnung“, die je nach den Bedürfnissen des Zuhörers geöffnet und geschlossen werden kann. Ähnlich wie offene Kopfhörer von einigen wegen ihrer akustischen Qualitäten bevorzugt werden, könnten xMEMS-betriebene IEMs Skyline enthalten, die sich öffnen und schließen lassen, um eine Okklusion zu verhindern, die passive Geräuschunterdrückung zu verbessern und andere akustische Eigenschaften wie den „Transparenz“-Modus an den gewünschten Stellen zu bieten Lassen Sie vorübergehend äußere Umgebungsgeräusche durch.

Für diejenigen, die On-Ear- oder Over-Ear-Kopfhörer bevorzugen, wird die MEMS-Technologie zumindest zunächst wahrscheinlich mit älteren dynamischen Treibern kombiniert. „Der erste Schritt, den wir in Richtung Kopfhörer unternehmen, ist eigentlich ein zweiseitiger Ansatz“, sagte Householder. Die Idee dahinter ist, dass ein kleinerer dynamischer Treiber die niedrigen Frequenzen bewältigen kann, während MEMS-Treiber derzeit nicht so gut skalierbar sind. „Es ist wirklich die perfekte Paarung. Lassen Sie die Dynamik für den Tieftonbereich das tun, was sie am besten kann, und dann haben wir den weit überlegenen Hochfrequenzgang [from MEMS],” er sagte. „Aber die langfristige Vision besteht darin, diesen dynamischen Treiber irgendwann vollständig zu ersetzen.“

Das ultimative Ziel wäre natürlich ein Satz Solid-State-Desktop-Lautsprecher, aber da scheinen wir noch ein wenig weit davon entfernt zu sein. Im Moment gibt es jedoch ein verlockendes Versprechen, dass MEMS-basierte In-Ears den Audiobereich modernisieren und vielleicht sogar demokratisieren könnten, zumindest um einen bestimmten Preis herum. Ganz zu schweigen davon, dass xMEMS nicht das einzige Unternehmen im Spiel ist. Das österreichische Startup Usound hat bereits sein eigenes gezeigt letztes Jahr und Sonic Edge hat sein eigenes MEMS entwickelt“” Technologie. Angesichts des gewissen Wettbewerbs auf dem Markt besteht die Hoffnung, dass die Anzahl der damit ausgestatteten Produkte im Laufe des nächsten Jahres oder so stetig zunimmt und sich verbessert.

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