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智能音箱拆解:亚马逊Echo Dot与谷歌Home Mini对比

时间:2018-08-09 作者:Brian Dipert 阅读:
上次,我对谷歌2017年10月推出的Home Mini智能音箱做了拆解。这次,我们来拆解它的一个主要竞争对手——亚马逊第二代Echo Dot。这款产品于2016年10月推出,是该公司同

上次,我对谷歌2017年10月推出的Home Mini智能音箱做了拆解。这次,我们来拆解它的一个主要竞争对手——亚马逊第二代Echo Dot。这款产品于2016年10月推出,是该公司同年3月推出的第一代Echo Dot的升级版。

两代产品之间最明显的区别在于,第二代Echo的顶部设计有专用的“向上”和“向下”音量按钮,取代了第一代中采用的顶部旋钮音量控制(设计变化主要是为了通过简化设备的机械结构,来降低成本并提高可靠性,更不用说其拆解更容易了)。尽管这两款设计都采用了七麦克风阵列(相比之下,谷歌Home Mini中只有两个MEMS麦克风),但是据说,亚马逊还利用这次升级,提高了其远场语音识别能力。

像往常一样,我们先从外包装开始:

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是时候探究内部了。除了Echo Dot音箱本身,它还带有USB电源适配器、USB-microUSB电源线,以及两份说明书:

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这是USB电源适配器规格的特写:

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还有一些音箱设备本身的不同视图(它的高度为1.3英寸,直径为3.3英寸,重量为5.7盎司):

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音量控制分别位于上边和下边,麦克风开关控制位于左边,“动作”控制位于右边,位于中心的小孔是MEMS麦克风。

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下面的视图左侧是3.5mm模拟音频输出(如前所述,Google Home Mini这一竞争产品没有音频输出口),右侧是microUSB电源输入。请注意,拍摄时音箱是上下颠倒的,正常操作的顺序是相反的。你会注意到,音箱的黑色光滑塑料外壳是比较容易沾染灰尘的:

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我最近购买的热风枪(在我前面的拆解中已有提到)再一次大显神威,轻易拆除了音箱的橡胶“底座”:

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同样,我的iFixit 64合一螺丝刀套装也轻松卸掉了四颗固定的Torx螺丝——这次是T8型的,而且相当长:

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这时,包含扬声器的外壳底部就掀开了:

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轻轻按一下,就将扬声器(与Google Home mini相比更为小巧,也反映出其输出相对较少)从其外壳中轻松分离出来了:

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这是设备底部内侧的RFID标签:

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这是扬声器自身底部的QR二维码:

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现在我们来看音箱上半部分的外观,它具有类似三明治的结构,包括一个白色塑料“层”、一个橡胶“层”和一个以金属为主的组件:

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掀开顶盖,可以看到带状电缆如何将两个系统pcb板互连起来:

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在继续拆解之前,我们先近距离看看microUSB电源和3.5mm模拟音频输出的连接器:

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我们来看两个PCB板中位置较低的一个,用一把细平头螺丝刀翻开ZIF连接器,从那一端的连接器插槽中松开带状电缆:

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下面是较低位置的PCB一边的独立视图,它已经从金属组件上拆下来:

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注意上面图中的那个散热垫,这表明金属组件不仅可提供机械硬度和“重量”,还可以散热。提起散热,较低位置的PCB的一面以无源器件为主,另一面要更有意思一些(以无源器件为主的那一面唯一的IC是TI的数模转换器,标记为“DAC 32031 TI 68K D29G”,大概是用于驱动扬声器,因此我猜测也集成了一个D类放大器):

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在这个PCB的任何一边都嵌有1×1 Wi-Fi和蓝牙天线(请注意其中一个上面有用黑墨水笔手写的奇怪的“2”字样)。左上方是联发科的MT6323电源管理芯片。占据PCB下半部分的那个大金属屏蔽板肯定会引起你的注意,有两个散热垫仍然粘在它上面。当然,你知道接下来要干什么……

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左边是Micron 6PA98 JWB30多芯片封装,包括一个4GB EMMC接口的MLC闪存以及一个4Gb移动LPDDR3 SDRAM。中间是联发科MT8163四核应用处理器。而位于右侧的是联发科MT6625,它管理着Wi-Fi、蓝牙、FM和GPS功能(后两个功能没在这个特定设计中使用)。

在结束对这个特定PCB的研究之前,我们再看看两个嵌入式天线两侧的特写:

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现在让我们来看那个“三明治”。下图是橡胶层(我猜测它至少是用来对下面的扬声器与麦克风阵列进行隔音。它还能对天线与金属组件进行RF隔离):

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还有一个塑料垫圈(有哪位机械工程师可以告诉我,为什么它的“辐条”是不对称的吗?):

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最上面是带状电缆标记所指的“mic PCB”:

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正中央是一个MEMS麦克风(输入端口在底部,这与Google Home Mini中的一样,因此也就有了前面提到的那个位于设备顶部中心的小孔); 其他六个MEMS麦克风均匀分布在PCB边缘上。这些麦克风周围还布置了12个RGB LED灯。位于中心的MEMS麦克风的四个角分别有一个TI双通道模数转换器,标记为“ADC 3101 TI 681 AE4X”(总共四个ADC芯片,对应七个麦克风输出以及一个备用的未使用输入通道)。在右下角是一个标记为R3108的神秘IC,它应该是负责处理整个顶部PCB管理工作的,包括顶部按钮按下检测、LED控制、多ADC输出信号合并,以及通过带状电缆传输到另一个PCB等。

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将这个组件翻过来看,揭开最上面的一层,更有趣的东西出现了:

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安装在PCB板上的四个开关对应四个顶部按钮,肉眼即可看出(有哪位细心的读者可以告诉大家,为什么左边的麦克风控制开关周围的PCB区域是白色的?)。然而不太明显的是U3芯片,它与“动作”开关在一起,这似乎是一个调节LED输出强度的环境光传感器:

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本文有一些很好的特写图片,其细微程度堪比米粒大小。

下面是最后一个有趣的设计方案,以及一个最终的设计谜团,然后我们就结束这篇文章。在前面的扬声器图像中,你可能注意到了传感器磁体旁边有两个金属触点,这是其中的一个:

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当设备组装完毕后,它们用下面的PCB上带状电缆连接器附近的两个弹簧夹压紧配合,从而为音箱供电:

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这个神秘的设计谜团是,上面的PCB也带有两个弹簧夹,如下图所示,它们与金属组件中的突起部位吻合(穿过中间橡胶和塑料环层):

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我很困惑这些特定的连接是做什么用的。如果您有任何想法,请在此发表你的评论。 

本文为EDN电子技术设计 原创文章,禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
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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