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音质更好了!拆解:第三代亚马逊Echo Dot

2021-07-06 11:04:59 Brian Dipert 阅读:
配对功能是亚马逊在第三代Echo Dot中首次推出的。这项新功能能够在多大程度上反映亚马逊对Echo Dot内部电子器件的升级?亚马逊决定不将该功能移植到前代产品中,是为了鼓励用户升级到更新的产品?简单地说,是什么原因使Echo Dot音质变好了?让我们拆解它来一探究竟吧。

亚马逊Echo Dot于2016年3月推出第一代产品,同年10月很快就推出第二代产品,两代产品没有多大的变化。我在三年前发表的第二代拆解报告中曾指出:oMhednc

Echo Dot两代产品最明显的区别是第二代产品增加了音量按钮,替了第一代产品顶部音量控制旋钮,这种改变可能是为了简化机械设计从而降低成本并提高可靠性,当然也使拆解更加容易虽然两代产品都包含七麦克风阵列(GoogleHome Mini中只有两个MEMS麦克风),但第二代产品的远场语音识别能力改善了oMhednc

不过,在第二代Echo dot中,亚马逊并未对音频输出质量做任何改进。如果说它内部使用的基本扬声器是用来进行语音应答的,我认为还可以接受,但将它称为“高保真”就有点言过其实了。要想对第二代Echo Dot的音乐播放功能做任何改进,就不得不使用更大的外壳,就像iHome和Vaux那样(我恰巧也拥有这些产品)。oMhednc

所幸的是,2018年9月发布的第三代Echo Dot音质有了很大的改善,我甚至在办公室用两个配对的Echo Dot来处理中频和高频,还有一个配对的Echo Sub来处理低频。第三代Echo Dot的外观也更漂亮了(每个人的审美不同,也可能你更喜欢前代产品的“工业”风)。尽管将Echo Dot用支架安装在墙上,或者直接插在电源插座上很常见,我仍然觉得最新的第四代产品的外观设计过于激进,我认为更“友好”(基于其配置)的第三代Echo Dot还有很大的生存空间。oMhednc

配对功能是亚马逊在第三代Echo Dot中首次推出的(无论是简单的“立体声”组合还是对音响的额外补充)。这项新功能在多大程度上反映了Echo Dot内部电子器件的升级?亚马逊决定不将该功能移植到前代产品中,是为了鼓励用户升级到较新的产品?简单地说,是什么原因使Echo Dot音质变好了?让我们来一探究竟吧。oMhednc

通常,为了保护隐私,我会将图片中的MAC地址进行模糊处理,特别是亚马逊已在设备上预配置了我的帐户以及主Wi-Fi网络SSID和密码。但我觉得它在拆解之后极有可能无法完全恢复到正常功能(在之前的拆解中我曾经遇到过这种情况,感觉很惊讶),因为拆解中我必须取下法拉第笼才能看到内部结构,这是它无法复原的唯一原因。因此,我进入Alexa应用,从注册设备列表中删除了这个由MAC地址标识的设备。oMhednc

图1所示为第三代Echo Dot,旁边是直径19.1mm的一美分硬币。oMhednc

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图1:Echo Dot与一美分硬币尺寸比较。oMhednc

Echo Dot直径99mm、高43mm、重300g。Echo Dot的圆柱面上有两个挨在一起的接口:直流电源输入插孔和3.5mm的模拟“立体声”音频输出插孔。oMhednc

图2显示了Echo Dot的橡胶“底座”。oMhednc

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图2:Echo Dot的橡胶“底座”。oMhednc

“底座”通常是通往设备内部的可靠通道,让我们看看这次是否也如此。用一把平头螺丝刀将“底座”从外壳上撬下来,成功了!oMhednc

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图3:底座上有四颗T6梅花头螺钉和一个接入口。oMhednc

除了四颗T6梅花头螺钉外,底座上还有一个接入口,可以看见下面的PCB上的一组测试点(图3)。oMhednc

我猜这个接入口不仅用于组装完成后的最终测试,还用来设置最新的固件版本。而且,如果用户在购买Echo Dot时选择“将设备与Amazon帐户关联以简化设置”,那么还可以通过该入口设置用户的Amazon帐号和Wi-Fi网络凭证。oMhednc

和往常一样,我用我的64合1螺丝刀套装,先卸下这四个螺钉。oMhednc

还记得与橡胶“底座”粘在一起的圆形塑料板吧?图4显示了它的另一面。从里面看有一个RFID标签,很可能是用来跟踪设备在组装、仓储和运输过程中的移动情况;它整个被灰色的塑料网面围裹,扬声器的声音360°环绕发出。oMhednc

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图4:与橡胶“底座”粘在一起的圆形塑料板背面。oMhednc

卸下用于固定两半的螺钉,就可以看到上半部分的组件,41mm的全频扬声器清晰可见(当然还有主PCB),如图5所示。oMhednc

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图5:1.6英寸全频扬声器和主PCB。oMhednc

一眼就能看出,与第二代Echo Dot中的换能器相比,这个更好一些。从图5中也可以看到电源输入和模拟音频输出连接器。oMhednc

从剩下的组件中拆出PCB比较简单。首先,断开柔性PCB电缆(我猜它用于处理主PCB电源以及与四个顶部开关、每个开关旁边的麦克风以及围绕它们的LED灯环之间的信号通信),如图6所示。oMhednc

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图6:断开柔性PCB电缆。oMhednc

现在,拧下将PCB连接到其下方组件的三颗T6梅花头螺钉(图7)。oMhednc

拆下来了!oMhednc

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图7:拆掉PCB后的组件。oMhednc

主PCB的这一面相对而言乏善可陈,除非你对无源元件和测试点比较感兴趣(图8)。oMhednc

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图8:主PCB这一面只有一些无源元件和测试点。oMhednc

将主PCB翻过来,另一面有趣得多(至少对我这个喜欢数字化的人而言),如图9所示。oMhednc

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图9:主PCB的另一面有趣得多。oMhednc

首先,注意两个端子P1和P2。回想一下拆掉PCB后剩下的组件(图7),那里有两个相匹配的“着陆垫”。我猜测放大的正负音频信号从PCB通过这两个端子传输到扬声器,这说明PCB上肯定有DAC和放大器(可能是D类放大器)。仔细观察一下,确实看到了德州仪器(TI)的TAS2770oMhednc

电源输入和双通道模拟输出连接器在板上也占据了很大位置。当然,更显眼的是中间的法拉第笼,前面曾提到。撬开它可以看到更多的粉色散热“材料”,用指甲就可以把它们抠掉(图10)。oMhednc

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图10:拆掉主PCB上的法拉第笼。oMhednc

终于可以清楚地看到里面的芯片了(图11)。oMhednc

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图11:清理掉主PCB上的粉色散热“材料”,可以看见里面的芯片。oMhednc

联发科技的MT8516BAAA应用SoC是整个系统的“大脑”(这也是为什么我称其为“主”PCB的原因),它搭载了1.3GHz四核64位Arm Cortex-A35处理器集群。有趣的是,第二代Echo Dot中采用的是搭载1.5GHz四核Arm Cortex-A53的联发科技MT8163,第四代反倒降级了(至少从文档中记录的时钟速度来看是如此)。旁边是一个SK Hynix H9TQ32A4GTMC模块,在同一个封装中还包含1GB DRAM和8GB NAND闪存。在第三代Echo Dot的另一个拆解中,可以发现其内部还有一个类似的三星多芯片存储器“三明治”(KMFN60012M-B214)。oMhednc

接下来,我们来拆顶部剩余的部分(图12)。在拆下PCB之前,我就已经先拧下了PCB下方的两颗T6梅花头螺钉,我甚至连固定扬声器的四个十字螺钉都拧下来了。oMhednc

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图12:拆开顶部剩余的部分。oMhednc

但是什么都动不了。沮丧之后,我又检查了一遍组件,最后发现在扬声器两侧还有另外两个凹进去很深的T6梅花头螺钉。和上次一样,在这种特殊的情况下,iFixit梅花头套筒螺丝刀套件不能用。幸运的是,我还有梅花头螺丝刀套件。oMhednc

拆下这两颗螺钉之后,我还是不能深入到组件内部(但是却看得见扬声器接线及其走向,这证实了我先前对音频端子对的猜测是正确的);黑色塑料部分似乎牢固地与金属部分粘在一起。我不得不将顶部的控制面板从另一侧取下来(图13)。oMhednc

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图13:将顶部的控制面板(次PCB)从另一侧取下来。oMhednc

第一步:断开之前特意提到的柔性PCB电缆的另一端(PCB电缆连到哪里就不在此赘述了,之前我已猜到),如图14所示。oMhednc

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图14:拆下柔性PCB电缆。oMhednc

第一步:拆下另一个法拉第笼(图15)。oMhednc

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图15:拆下次PCB上的法拉第笼。oMhednc

第三步:清除比先前还要多的散热材料,然后就可以看到联发科技的MT7658CSN双频Wi-Fi和蓝牙控制器了,其嵌入式双天线位于两侧,靠近PCB的边缘(图16)。oMhednc

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图16:清除次PCB上的散热材料,可以看到联发科技的MT7658CSN双频Wi-Fi和蓝牙控制器。oMhednc

第四步:拆下由四颗T6梅花头螺钉固定的白色塑料环,可以看到下面的东西(图17)。oMhednc

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图17:拆下顶部控制面板上由四颗T6梅花头螺钉固定的白色塑料环。oMhednc

环上的12个多色LED清晰可见。根据PCB上的走线,我猜这些LED是由位于PCB一角、标注为T4125 3236A的芯片管理的。这是什么芯片?这难住了我。读者朋友,你们知道吗?对角有一个74LCX74双D型正边沿触发的触发器,有人认为该触发器用于控制麦克风的静音功能。在这两颗芯片之间是两颗德州仪器的TLV320ADC3101立体声ADC,每颗ADC还集成了一颗嵌入式DSP,用于转换和预处理麦克风的输出。图17中可以看见四个靠近边缘的金色MEMS器件即麦克风,每个象限中有一个)。oMhednc

将次PCB翻过来,可以看到更多东西(图18)。oMhednc

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图18:次PCB的背面也很精彩。oMhednc

例如,次PCB上有一些通孔,声音由此进入PCB另一面的麦克风。上、下音量控制开关比较简单;左侧的麦克风控制按钮两边各有一个LED,当Echo Dot为静音模式时,这两个LED及其周围的圆环均为红色。我敢打赌,右边的开关旁边是一个环境光传感器,可以根据环境照明情况来调节LED的输出。oMhednc

图19是顶部面板的底面,可以看到与开关按钮和麦克风通孔对应的位置,边上的一圈为半透明环,使LED的光可以穿透出来。oMhednc

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图19:顶部面板的底面。oMhednc

好了,拆解就到这里了。亲爱的读者,你对本次拆解有何见解?oMhednc

(本文编译自EDN英文网站,原文参考链接:Teardown: Amazon Echo Dot gets improved sonic performance,由Jenny Liao编译)oMhednc

本文为《电子技术设计》2021年7月刊杂志文章,版权所有,禁止转载。免费杂志订阅申请点击这里oMhednc

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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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