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Los auriculares ultrasónicos con «cancelación de ruido avanzada» podrían lanzarse en 2025

Los auriculares finalmente pueden superar la tecnología centenaria gracias a un nuevo y pequeño altavoz que utiliza ondas de ultrasonido. Los nuevos chips de audio podrían allanar el camino para la creación de auriculares con cancelación de ruido que también puedan reproducir la ilusión de sonido procedente de múltiples direcciones.

La startup xMEMS demostró por primera vez su chip de audio Cypress en CES 2024 el 9 de enero, y mide aproximadamente 0,25 pulgadas x 0,25 pulgadas (6,3 x 6,5 mm). La compañía dijo que ingresará al espacio de los audífonos y audífonos a fines del próximo año, dijeron representantes a WordsSideKick.com.

En un altavoz tradicional, una bobina de metal se enrolla alrededor de un imán y la electricidad pasa a través de la bobina. La fuerza electromagnética generada por la corriente que pasa interactúa con el magnetismo del imán permanente, que actúa como un pistón y empuja la bobina hacia adelante y hacia atrás. La bobina también está conectada al cono o diafragma del altavoz, que empuja el aire para crear sonido. La tecnología se propuso por primera vez en el siglo XIX, pero todavía se utiliza en los auriculares en la actualidad.

Sin embargo, los altavoces diseñados de esta manera son propensos a sufrir problemas como daños, desgaste y distorsión de fase, que ocurre cuando la forma de la onda del sonido cambia durante la conversión de la señal, creando retrasos y provocando un sonido borroso.

El microaltavoz Cypress, por otro lado, es un chip de silicio formado por dos componentes: un circuito integrado de aplicación específica (ASIC) que procesa las señales eléctricas en el archivo de sonido; y un transductor ultrasónico. Este último componente convierte señales en ondas sonoras mediante el efecto piezoeléctrico, donde el material cambia de volumen (o se mueve) cuando se le aplica una corriente eléctrica.

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Según representantes de la empresa, el nuevo chip de audio estará disponible en auriculares y audífonos a finales del próximo año. (Fuente de la imagen: xMEMS)

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El sensor está fabricado a partir de sistemas microelectromecánicos (MEMS), que son máquinas diminutas que contienen componentes electrónicos y piezas móviles. Se utilizan ampliamente en electrónica de consumo, como zumbadores y receptores de sonido.

Al igual que la tecnología más antigua, el sensor Cypress mueve el aire para crear ondas sonoras. Sin embargo, a diferencia de la mayoría de los MEMS, que están hechos de cristales o cerámicas piezoeléctricos, Cypress utiliza una nueva película piezoeléctrica hecha de titanato de circonato de plomo (PZT).

El PZT se incorpora al proceso de fabricación de semiconductores como una capa junto con la capa del diafragma del altavoz de silicio. Los representantes de la empresa dijeron a WordsSideKick.com que, cuando se aplican de esta manera, estas películas pueden producir sonido de alta resolución y alta calidad.

El chip ASIC primero recibe e interpreta la señal eléctrica y la transmite al sensor piezoeléctrico MEMS. La membrana vibra a altas frecuencias ultrasónicas, creando pulsos de aire que se asignan a la señal de audio original. Esto crea presión de aire dentro del chip Cypress. Finalmente, una válvula MEMS piezoeléctrica demoduladora convierte esta energía acústica en audio en frecuencias que podemos escuchar.

Los representantes de xMEMS dijeron en un comunicado que, a diferencia de los altavoces convencionales, la salida del altavoz muestra un cambio de fase casi nulo, lo que la hace más adecuada para funciones como el audio espacial, que simula la experiencia de estar rodeado de altavoces en diferentes ubicaciones.

Los chips Cypress también se pueden utilizar para crear una mejor tecnología de cancelación de ruido que genere ondas sonoras personalizadas para cancelar el ruido ambiental. En teoría, la respuesta mecánica más rápida del Cypress y su coherencia de fase cercana a cero deberían eliminar el ruido de alta frecuencia que los auriculares actuales tienen problemas para enmascarar. Este movimiento en el chip Cypress también genera más energía y presión en bajas frecuencias (40 veces más que los chips de microaltavoz no ultrasónicos anteriores de la compañía), lo que lo equipa con las herramientas necesarias para cancelar esos sonidos.

Después de una demostración en CES, xMEMS comenzó a realizar pruebas a un pequeño número de clientes. La compañía planea lanzar una versión de Cypress lista para producción en junio de 2024. La producción en masa podría comenzar a finales de 2024 o principios de 2025, y los auriculares equipados con el chip podrían estar disponibles a finales del próximo año.

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