با فناوری MEMS آشنا شوید؛ آیا با آینده هدفون‌ها مواجهیم؟
امروز قصد معرفی یک فناوری جدید در ساخت هدفون‌ها به نام MEMS را داریم. این فناوری ممکن است آینده هدفون‌ها و ایرفون‌ها را برای همیشه تغییر دهد.
اگر یک هدفون داخل گوشی (یا همان ایرفون) دارید، به احتمال زیاد، فناوری آن به دهه‌ها قبل باز می‌گردد. هدفون‌های داینامیک درایور ده‌هاست تولید می‌شوند و با وجود مزایای متعدد، معایبی هم دارند. برخی هدفون‌های داخل گوشی اما با درایورهای بالانس آرمچر تولید می‌شوند اما فناوری جدید MEMS می‌تواند انقلابی در این زمینه باشد.
حال حاضر در هدفون‌های دورگوشی از فناوری‌های درایور مختلف از جمله پلینارمگنتیک و الکترواستاتیک هم استفاده می‌کنند؛ اما این فناوری‌ها معمولاً محدود به مدل‌های گران‌قیمت بوده و در ابعاد کوچک هدفون‌های داخل گوشی، عملکرد مطلوبی ندارد. اما شاید چاره کار نزد فناوری باشد که نزدیک به یک دهه است که در جیب ما حضور دارد، اما تاکنون از آن در هدفون‌ها استفاده نمی‌کردیم: سیستم‌عامل میکروالکترومکانیکی یا MEMS.
فناوری MEMS چیست؟
در واقع MEMS یک نوع درایور جدید برای هدفون‌ها نیست. MEMS یک فناوری ساخت است که ده سالی هست در تمام میکروفون‌های گوشی‌های هوشمند و سایر گجت‌ها از آن استفاده می‌شود. اگر از این فناوری در ساخت درایور هدفون استفاده شود، مزایای بسیاری به همراه خواهد داشت. از MEMS احتمالاً در تولید درایورهای پیزوالکتریکی بیشتر استفاده خواهد شد؛ اما اسپیکرها و درایورهای داینامیک، پلینارمگنتیک و حتی الکترواستاتیک MEMS نیز وجود دارد. تا به امروز فناوری MEMS برای استفاده در هدفون‌ها به بلوغ کافی نرسیده بود، اما به‌تازگی یک شرکت کالیفرنیایی به نام xMEMS به موفقیت‌های خوبی در این زمینه دست پیدا کرده است.
در حال حاضر شرکت Singularity یک ایرفون پرچم‌دار ۱۵۰۰ دلاری با نام Oni با این فناوری عرضه کرده و Creative هم قصد دارد یک ایرباد بی‌سیم با درایورهای xMEMS عرضه کند.
وقتی از درایورهای عادی داینامیک صحبت می‌کنیم، معمولاً با آهنربا و سیم‌پیچ سروکار داریم. این درحالیست که در MEMS از سیلیکون و پیزو استفاده می‌شود. نتیجه کار این‌که در نهایت با یک درایور با پاسخگویی بهتر، دوام بیشتر و با عملکرد صوتی بهتر است. برخلاف درایورهای بالانس آرمچر یا داینامیک با فرآیند ساخت رایج، درایورهای پیزوالکتریکی MEMS می‌توانند بدون نیاز به کالیبراسیون یا Driver Matching (اطمینان از یکسان بودن پاسخدهی هر دو درایور) و یا با حداقل این بررسی‌ها تولید شوند. به این ترتیب ساخت آن‌ها ساده‌تر و ارزان‌تر تمام می‌شود. جالب است بدانید xMEMS با شرکت تایوانی TSMC یکی از بزرگترین سازندگان میکروتراشه در دنیا برای فرآیند ساخت خود مشارکت کرده است.
کاربرد MEMS
درایورهای MEMS البته برای ساخت پوشیدنی‌هایی مثل عینک‌های هوشمند و یا هدست‌های واقعیت مجازی هم ایده‌آل هستند و می‌توان از آن‌ها برای ساخت سمعک‌های جمع‌وجور هم استفاده کرد. با این‌حال احتمالاً هدفون‌های داخل گوشی، رایج‌ترین استفاده آن‌ها باشد. سرعت بالا و انطباق فاز بی‌نقص یکی از ویژگی‌های اصلی درایورهای MEMS است که برای کاربری‌هایی مثل صدای فضایی فراگیر ایده‌آل خواهد بود.
همان‌طور که گفتیم در حال حاضر درایورهای xMEMS برای هدفون‌های داخل گوشی (ایرفون‌ها) طراحی می‌شوند. با این‌حال این شرکت قصد دارد در آینده اسپیکرها را هم بازطراحی کند. به گفته مایک هاوس‌هولدر، مدیر توسعه کسب‌وکار و بازاریابی این شرکت، بازتولید کل پهنای باند فرکانسی در فضا دشوار است و به همین خاطر به تحقیق و توسعه بیشتری هم نیاز دارد.
ایرفون Singularity Oni
یکی از اولین و البته گران‌ترین ایرفون‌های با این فناوری Singularity Oni است. اگر قیمت ۱۵۰۰ دلاری این ایرفون برق از سرتان پرانده خوب است بدانید بسیاری از مدل‌های آدیوفایل پرچم‌دار از شرکت‌هایی مثل سونی، 64Audio، ThieAudio و … چنین قیمت‌هایی دارند. در مدل Oni از ۴۸ سطح سیلیکونی استفاده شده که با سرعتی بین ۳۰ تا ۱۵۰ برابر سریع‌تر از دیافراگم درایورهای داینامیک حرکت می‌کنند. به این ترتیب بازتولید صدا دقیق‌ترو سریع‌تر انجام شده و جزئیات بیشتری هم شنیده می‌شود. اندازه کوچک درایورها همچنین باعث می‌شود برخلاف اکثر مدل‌های هیبریدی پرچم‌دار، ایرفون Oni ابعاد جمع‌وجوری داشته و در هر گوشی جا بشود.
با این‌حال یک ایرفون با درایور xMEMS به آمپلی‌فایر مخصوص خود هم نیاز دارد. در واقع تمامی دستگاه‌هایی که جک هدفون دارند، و حتی یک دانگل تبدیل USB-C به جک هدفون، درون خود یک آمپ کوچک دارند. اما آمپلی‌فایر مورد نیاز برای فناوری xMEMS درست مثل آمپ هدفون‌های الکترواستاتیک متفاوت است. در حال حاضر یکی از اولین آمپ‌های پرتابل سازگار با xMEMS مدل iFi Diablo-X است که با قیمت ۱۱۰۰ دلار عرضه می‌شود.
مانند اکثر تکنولوژی‌های جدید، هدفون‌های MEMS هنوز بسیار گران‌قیمت هستند. با این‌حال اگر یک آدیوفایل علاقمند به حداکثر جزئیات هستید و صدایی نزدیک به هدفون‌های الکترواستاتیک را می‌پسندید MEMS می‌تواند برایتان بسیار جذاب باشد. گفته می‌شود درست مثل درایورهای الکترواستاتیک، بیس و خصوصاً ساب‌بیس نقطه قوت اصلی این هدفون‌ها نیست.
شرکت xMEMS می‌گوید Singularity تیونینگ و ساخت مدل Oni را طوری انجام داده که یک محصول پرچم‌دار بسازد. با این‌حال شرکت دیگری می‌تواند دقیقاً همان درایور را در یک بدنه پلاستیکی قرار داده و با قیمت ۱۵۰ دلار بفروشد. همچنین آمپلی‌فایر مخصوص MEMS نیازی نیست ۱۱۰۰ دلار قیمت داشته باشد. عرضه یک مدل ارزان‌تر و یا یک پکیج اقتصادی مثل ایرباد بی‌سیم کریتیو کاملاً شدنی است.
پشت‌بسته یا باز
قبلاً در مطلبی تفاوت هدفون پشت‌باز و پشت‌بسته را به‌طور مفصل برایتان نوشته‌ایم. با این‌که اکثر ایرفون‌های داخل گوشی، آکوستیک بسته دارند، مدل‌های گران‌قیمت می‌توانند در صورت نیاز با آکوستیک باز هم عرضه شوند. یک قابلیت ویژه فناوری xMEMS چیزی است که این شرکت Skyline می‌نامد. این فناوری امکان ایجاد یک دریچه کوچک قابل باز و بسته شدن را می‌دهد. به این ترتیب کاربر می‌تواند بسته به نیاز خود این دریچه را باز و بسته کند.
این دریچه هم می‌تواند صدایی با استیج وسیع‌تر مانند هدفون‌های پشت‌باز ایجاد کند و هم حالتی شبیه به شفافیت یا Transparency را به‌صورت طبیعی فراهم کند. همچنین با بستن دریچه، آیزولیشن بهبودیافته و نویزکنسلینگ قوی‌تر می‌شود.
فناوری MEMS در هدفون‌های فول‌سایز
فناوری MEMS می‌تواند برای علاقمندان به هدفون‌های فول‌سایز روی‌گوشی یا دورگوشی نیز مفید باشد. این فناوری را می‌توان در ساخت هدفون‌های داینامیک درایور نیز به‌کار گرفت. شرکت xMEMS در ابتدا ممکن است یک درایور داینامیک را برای فرکانس‌های پایینی و یک MEMS را برای فرکانس‌های بالاتر استفاده کند. اما در نهایت هدف این است که یک درایور بزرگ‌تر MEMS با ویژگی‌های خود جایگزین درایورهای داینامیک شود.
نتیجه‌گیری
فناوری MEMS یکی از تازه‌ترین روش‌های ساخت درایور در هدفون‌های درون گوشی محسوب می‌شود. این فناوری ویژگی‌های جذابی دارد که آن را برای ایرفون‌های پرچم‌دار گران‌قیمت و همچنین مدل‌های ارزان‌تر با کاربری عمومی و یا کاربری‌های ویژه مثل واقعیت مجازی ایده‌آل کرده است. با این‌که MEMS هنوز در اول راه خود در صنعت هدفون، کمی گران است، اما شکی نیست که می‌تواند دنیای صدا را متحول کند.