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拆解发现谷歌Home Mini音质好的原因

时间:2018-05-21 作者:Brian Dipert 阅读:
我得到一台白色Google Home Mini智能音箱。现在是时候深入研究这个设备并进行解剖的时候了…

在最近的一篇博客文章中,介绍了我是如何拿到一台白色Google Home Mini智能音箱的(还有一台深灰色的,送给了我亲戚)。现在是时候如前面所承诺,深入研究上述设备的解剖了。首先,下面是这一“牺牲品”的两张照片回顾:
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对于尺寸,请注意,该设备直径为3.86英吋,高度为1.65英吋。也请注意,底部视图中可以见到microUSB连接器(用于为设备供电),重新设定开关在其“上方”(即橙色橡胶底座上的圆形标记位置),麦克风开关切换在旁边。JtpEETC-电子工程专辑

是时候开始研究了。第一步:把那个橡胶底座弄掉。在之前的博客文章中,我提到Google Home Mini没有模拟音频输出。YouTube视频上有位网友为它加了个数字音频输出,他是将设备浸入到沸水中,松开胶水,取下橙色橡胶底座。而我改用了新买的热风枪,它非常有效。
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我从iFixit 64合一螺丝刀套装中,再次找到了取下这四颗T6 Torx螺丝所需的起子。
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将Google Home Mini笔直向后翻,将扬声器格闸从底座上转下,然后从连接器上拔下带状电缆,就将它分成了两半:
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负责处理USB电源连接(右侧)、重新设定开关(在其上方)和麦克风使能/禁用开关(左侧)的组合仍然安装在底座上,以下是这部分的几个特写:
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拆下另外三颗Torx螺丝,PCB就一览无遗。
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现在将它从塑料底座上提起,就看到了灵活的重新设定“按钮”,以及其他东西。
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将PCB翻过来,“按钮”启动的重新设定开关就映入眼帘。
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现在回过头来关注设备的另一半。这次需要用T9 Torx钻头,将大块头的扬声器(因此,除了外壳设计为何要做得这样大,这也解释我博客文章中提到的不错的声音输出)从组件的其余部分取下来。
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拆下另外四个T6 Torx螺丝,就可以将扬声器和主系统PCB之间的主要由金属构成的屏蔽取出来。
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这是反面,也就是面向PCB的一面:
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以下是制造代码贴纸的特写:
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恕我直言,这个单独零件可能是设计中最有趣的部分。首先,请注意,面向扬声器一侧的中心处有个圆锥形的突起,显然,其可能是想要以全向的方式传播来自换能器的声音。由于其主要是以金属制成,它可以用作散热(因此也解释了系统处理器上连接的那个散热垫),并为整个组件提供额外的刚性和重量。JtpEETC-电子工程专辑

但黑色区域实际上是塑料的;它们与PCB中嵌入的Wi-Fi和蓝牙天线等位置相对应(附近有金属会降低RF性能)。它们也是安装在侧面的音量触控控制器所安装的位置,从而提供电气隔离。
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现在我们终于可以看到主PCB了——它仍安装在扬声器格闸中。
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PCB天线清晰可见,金属屏蔽罩上导热垫的轮廓也清晰可见。同样请注意,触控音量控制器的两侧都有导电“胶带”。JtpEETC-电子工程专辑

以下是PCB这一侧的特写——它仍安装在扬声器格闸中。
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现在任何一侧,都可以清楚地看到有两个MEMS麦克风。为什么有两个?我猜想,除了其他原因外,它们一起工作,可以实现波束成形和消噪功能。在正中央的是德州仪器(TI)的TAS5720 D类音频放大器,它用来驱动扬声器(非常感谢Justin Alvey在识别这一IC和其他IC方面提供的帮助)。JtpEETC-电子工程专辑

但是我敢打赌,你真正想知道的是金属屏蔽下面的东西,对吧? 为此,我们首先需要将PCB从扬声器格闸上拿出,然后剥去金属屏蔽的顶部(看吧,下面有另一个散热垫!)。
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再靠近一点看:
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确实,照片中的照明不是太好,所以你必须相信我,这个特殊的金属屏蔽内部,就是Marvell的88DE3006-BTK2系统SoC(也称为ARMADA 1500 Mini Plus——也用到其他Google产品中,该业务现在为Synaptics所有)和Toshiba TC58NVG1S3HBA16 2Gbit SLC NAND闪存。拆下PCB后,以下是系统电源电路的特写。
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把PCB翻转过来会看到:
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我们去掉这些金属屏蔽吧?毫不意外,考虑到接近于两根嵌入式天线,上图中PCB右半部分屏蔽的内部是Marvell Avastar 88W8887 SoC,它负责处理1×1 Wi-Fi、蓝牙4.2和NFC(未来可能会添加这种初始配置选项?)任务。
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另一个屏蔽的内部是海力士(SK Hynix)H5TC4G63CFR-PBA 4Gbit DDR3L SDRAM。
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在PCB这一侧的中间是一排四个LED,能够提供全RGB输出范围。
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但是它们上面那个奇怪的看起来像正方形金属箔的贴片是什么?对于答案,首先看看前面第二张截图,特别是其上那句“We've made some updates to touch controls on Google Home Mini to ensure quality performance(为确保质量性能,我们已经对Google Home Mini上的触控控制器进行了一些更新)”的措辞。 现在,让我们把注意力转向没有PCB的扬声器格闸——具体来说,首先看它的中心:
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看到LED孔洞旁边的金属拉环了吗?最初,Google Home Mini还提供了顶部安装触控控制,旨在为“OK Google”和“Hey Google”语音识别提供长按识别的替代选择。不幸的是,一些最初的设备这一操作并不可靠,特别是会导致“幽灵触控(phantom touch)”启动,进而导致不断发生意外记录的问题。 因此,Google透过韧体更新永久禁用了这一特定功能。JtpEETC-电子工程专辑

在我们观察扬声器格闸底部的同时,我们来看看其他一些值得注意的方面。例如,这上面还有另一个制造代码贴纸。
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以及下面这个上述侧面触控导电胶带的特写。
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最后,谈到特写,我们最后一次回过头来再看看PCB。还记得前面提到的MEMS麦克风吗?以下是其中之一顶部的特写:
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正如你可能已经知道的,MEMS麦克风通常将其输入端口设置在其底面上,因此需要在PCB上设置过孔。过孔如下,周围还需要加个垫圈,用来将孔与其上方的扬声器格闸组件“密封”。
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到此拆解结束!希望大家喜欢阅读关于Google Home Mini内部的复杂工作,就像我喜欢发现和破译它们一样。一如既往,请在评论中发表你的看法。JtpEETC-电子工程专辑

编译:Franklin Zhao,EDN ChinaJtpEETC-电子工程专辑

本文授权编译自EDN,版权所有,谢绝转载JtpEETC-电子工程专辑

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Brian Dipert
EDN资深博客作者。Brian Dipert是前EDN杂志的高级技术编辑。 他是BDTi的高级分析师,嵌入式视觉联盟的主编,以及AnandTech、EDN杂志和《低功耗设计》的特约编辑。 他也是Sierra Media的创始人。
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