汇顶科技：瞄准TWS耳机，带来革新入耳检测、心率传感方案

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TWS耳机市场快速发展，随之而来的是，消费者对产品的要求也越来越高，普通的TWS耳机产品已经不足以满足消费者的需求，定制特殊化的产品，成为了厂商能否在TWS耳机市场占领先机的重要因素。汇顶科技也想在这样关键的时刻，为大家带来有意义的解决方案。

此次，在2019（夏季）中国智能音频产业高峰论坛上，来自汇顶科技的产品经理 冯林分享了关于《汇顶科技耳机佩戴检测与人机交互二合一方案及心率检测方案》的演讲。

小编发现这份资料中讲到的入耳佩戴检测与传统的实现方法非常不同，于是决定对这一全新的解决方案进行详细分析，和大家一起分享学习。

以下为演讲实录，经我爱音频网（www.52audio.com）编辑整理：

传统的入耳检测方案解析

关于入耳检测，市面最普遍的是光学方案，一部分会采用传统的电容检测方案。

光学检测方案痛点解析：

1、体积很大，光学检测方案需要在耳机表面打孔通光，不利于耳机做防水设计。

2、受结构空间限制，耳机腔体做PCB的堆叠的时候比较困难，因此不利于耳机做小型化的设计。

3、大量的耳机产品采用一个单光路的检测方案，这将导致耳机未佩戴时，遇到阻挡光路的材料就容易触发检测，耳机无法工作。

电容检测方案，痛点解析：

1、温度影响：

电容检测方案容易受到温度的影响，特别是在高纬度的地区。比如东北寒冬的时候，室外零下二十几度到室内十几度。

2、检测方式：

传统的方案只是检测电容改变量，可能远远大于耳机电容改变，极容易出现误判，也是导致佩戴检测的失效。

汇顶科技入耳检测方案特点？

集成度更高，在寸土寸金的TWS耳机PCB上占用极小

考虑到耳机结构空间限制，我们设计出一款入耳检测+触控二合一的单芯片解决方案。其中入耳检测支持两个通道，可大大降低误识别率，提高检测准确度。触控支持点击，长按和滑动操作，不需要增加额外的G-Sensor和单独的触摸IC方面的控制即可实现丰富的人机交互功能。

因此，我们的方案集成度会更高，耳机占用空间更小。

低功耗，在入耳检测模式下功耗9.1微安

耳机电池是几十个毫安时，播放音乐也是毫安级别，9.1微安是相差了几个数量级，对耳机续航上不会有任何影响。

入耳检测和人机交互同时工作的时候，当耳机戴到耳朵上的时候这里面功耗也仅有16个微安，在TUCH的时候功耗多一点，手指一释放又掉下去，以上两种状态的功耗是我们平时最常见的功耗。

对耳机的占用超小

体现在我们的sensor，采用的电容电极，我们就可以利用柔性PCB的sensor，FPC业界普遍在0.1毫米，它可以贴到耳机腔体的内表面或者耳机里面的支架上面，这样它有一个立体的空间在上面，它就可以适配各种，特别是小型化的耳机，有可能放光学器件都放不下去，我们的电容就可以放下去。

我们芯片尺寸也只有1.9毫米乘以2.1毫米，我们采用的CSP封装，这样小的尺寸可以直接放在sensorFPC上，也可以放在主板上面，这样能适配不同的ID。

温度抑制性，从-20度到+60度范之内任何温度冲击都不会有影响

从IC架构和我们的软件开发，到我们的应用设计上都做了特殊设计，我们对温度的抑制可以说做到绝对温度抑制，从-20度到60度范之内任何温度冲击都不会有影响。

用冷凝剂喷涂的时候曲线不会做任何改变，只对人体才有感知。量产这块我们不需要在耳机表面进行开孔处理，这样更利于我们的防水设计。

我们本来也是半导体的综合方案供应商，我们会提供从芯片应用到结构ID量产和整体解决方案。

汇顶科技入耳检测方案详解

汇顶科技入耳检测和触控2合1方案GH61x系列，采用汇顶科技最新的人体电容检测专利技术。是目前业界功耗最低、占用耳机空间最小的多通道入耳检测和人机交互方案。可以辅助真无线耳机实现自动休眠、自动唤醒、主从切换、音乐自动启停等功能，提升用户体验，同时支持触控、滑动音量调节等丰富的人机交互功能。适配多种耳机形态，如：无线半入耳式、入耳式、头戴式等。

相对于传统基于光学的佩戴检测方案，汇顶科技的入耳检测加触控二合一方案采用FPC sensor，设计灵活，不占用耳机立体空间，无需在耳机表面打孔。且无需增加额外的G_sensor 或触控IC做人机交互。采用双路入耳检测加上电容检测方案只对电极响应的特性，使其比传统光学检测方案具有更低的误识别率。芯片内部集成PMU、MCU，算法在片上独立运行，直接向主控上报事件，无需主控做数据处理。

GH61x方案从芯片底层创新地解决了传统电容原理易受温漂影响的弱点，在-30度到60度的范围内，皆能抑制40dB以上的温漂影响，具有极强的温漂抑制能力。使该方案在极寒、极热以及温度变化剧烈的场景都能可靠运行。

汇顶科技心率传感器详解

汇顶科技提供高精度、低功耗、高集成度的心率测量产品系列，可为终端客户的产品带来高准确性、长待机、易加工的独特优势。

该系列产品包含多款基于光电容积脉搏波描记法（Photo Plethysmo Graphy，简称PPG）的光学传感器模块，能够实现心率、血氧等多种生理特征的检测，可广泛应用于智能耳机、智能手环/手表、健康臂带、心率贴等可穿戴设备以及其他需要PPG检测技术的产品应用，为终端用户提供生理信息采集、运动指导、健康监护以及情绪压力分析等多种功能。

汇顶科技还提供专业的光学结构设计规范、动态心率算法库及配套的量产测试服务，助力客户简化产品开发过程并快速实现产品化落地。

GH300是一款集成了2个LED，一个光学接收器（PD）和模拟前端的心率传感器模块，具备超小尺寸、超低功耗的特性，适用于智能耳机、智能戒指等对尺寸和功耗有严苛要求的产品。针对智能耳机应用，GH300内部集成了佩戴检测功能，且支持接入一个外部光接收器（PD）和LED模块，实现更高精准度的佩戴检测需求。

相对其它产品GH300具备尺寸最小，功耗最低的特性。尺寸大约为市场上同类产品体积的1/3，功耗比市面产品的1/10。

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