HomePod是蘋果旗下智能音箱系列産品,首款機型蘋果HomePod在2017年蘋果開發者大會上首次亮相,以音質為核心,搭載了頂級的硬件配置;到了2020年10月,蘋果HomePod mini上市,采用了非常小巧的體積,産品功能得到了極大的豐富。近日,蘋果HomePod系列又迎來了新一代産品,此次便來再為大家分享一下新款的拆解~
蘋果HomePod(第二代)智能音箱在外觀方面延續了該系列産品的設計語言,但體積相較于一代略小。機身外殼由無縫透聲織網覆蓋,頂部設計背光觸控闆,整體觀感非常簡約。在配置方面,其搭載了5個波束成形高音單元+1顆高振幅低音單元,采用了Apple S7芯片,并引入了先進的計算音頻技術,大幅優化聲學表現。
在功能體驗方面,HomePod(第二代)通過音頻技術結合先進軟件,可根據播放内容和擺放位置智能調音,保障全方位的高保真音質;支持空間音頻功能,波束成形高音單元會将直達聲精準聚集至房間中央,同時将環境聲分散到牆面并反彈回來,從而營造沉浸式的聽覺體驗;還支持隔空播放、音頻流轉、組合立體聲等功能,豐富音頻體驗。
HomePod(第二代)還帶來了高智能的"Siri"智能助理,并支持了全新的Matter智能家居連接标準,搭配各種HomeKit配件産品,通過Siri便捷控制各種智能家居;還可以使用家庭app進行遠程控制。HomePod(第二代)新增了聲音識别功能,可以實時監測如煙霧和一氧化碳報警等聲音并通過移動設備通知用戶;還支持濕度和溫度監測,創建自動化操作等功能,極大豐富了用戶的使用體驗。
一、蘋果HomePod(第二代)智能音箱開箱
蘋果HomePod(第二代)智能音箱包裝盒設計極緻簡約,正面僅展示有對應配色的産品外觀。
背部設計有"HomePod"産品名稱。
包裝盒底部介紹了産品的功能特點:具備空間感知和波束成形的強大聲音設備可營造沉浸式驚豔音效、享受多房間音頻、配對兩台HomePod揚聲器聆聽震撼立體聲音效、搭配Apple TV 4K 享受家庭影院音頻體驗、Siri可幫你處理大小事務、使用廣播保持聯系、控制智能家居。以及Apple部分公司信息。
包裝盒内部物品有音箱、電源線和産品說明書。
電源線一端采用國标雙腳插頭連接電源。
電源線型号Apple 106 CH622-00380,功率:6A 250V~,中國制造。
電源線另外一端采用8字插頭連接音箱,型号:B16,功率:2.5A 250V~。
蘋果HomePod(第二代)智能音箱采用了與一代相同的圓柱形設計,但體積相對略小。機身外殼由無縫透聲織網包裹,渾然一體,極緻簡約。
機身背面設置有電源輸入接口(俗稱8字線)。相較于一代,更加方便更換各種長度的電源線。
機身頂部是觸控闆區域,有"+,-"音量标識,工作狀态下可根據語音互動産生不同的色彩波動。
底座設計有蘋果品牌LOGO,絲印有參數信息,産品型号:A2878,美國蘋果公司 越南制造,商品名稱:智能音箱,輸入:100-240V~ 50~60Hz 1A。
二、蘋果HomePod(第二代)智能音箱拆解
進入拆解部分,取掉底座外層蓋闆。
底闆内側結構一覽。底闆中間使用雙面泡棉膠固定在法蘭盤上,外圍可見10顆橡膠柱(雙面膠固定可取下)用于緩震。
底座内部還通過螺絲固定有蓋闆,用于固定固定織網的金屬壓闆。
卸料螺絲,取掉兩層固定壓闆。
固定壓闆的蓋闆内側結構一覽,設置有一層海綿墊,用于吸收音箱工作時與接觸面産生的震動。
固定織網的壓闆外側結構一覽。
固定織網的壓闆内側結構一覽。
音箱腔體底部結構一覽,中間設置有用于調試的連接觸點,四周是高音單元的格栅出音孔。
剝離無縫透聲織網,音箱主體結構一覽。織網内側還設置有一層更為細密的彈性織網。音箱從外部看一共三層結構,頂層是觸摸組件以及Soc所在的主闆,中層是低音單元,下層是功放闆、電源模塊以及多組高音單元。
溫度和濕度感應傳感器開窗。
機身上兩顆拾音麥克風開孔特寫。
拾音麥克風開孔内有防塵網。
機身頂部是出音孔格栅,四周設置有固定螺絲,通過橡膠塞填充。
8顆螺絲孔橡膠塞特寫。
卸掉螺絲,拆開出音孔格栅結構。
格栅内部設置主闆單元,通過排線連接腔體内部組件。
挑開連接器取掉出音孔格栅,内側主闆通過螺絲固定。
卸掉螺絲,取出主闆。
格栅結構頂部背光觸控闆通過螺絲與腔體固定,通過排線連接到主闆。
觸控闆結構特寫,采用與手機觸摸屏幕相同的透明電極工藝。
主闆一側固定RGB LED燈組導光結構。
另外一側主要元器件通過金屬罩屏蔽防護,同時也有助于元件散熱。
取掉導光結構。
導光闆背面結構一覽。
主闆上RGB LED燈組電路一覽,37顆RGB LED燈以放射狀分布,能夠呈現更加細膩的色彩變幻。
LDS天線其一。
LDS天線其二。
印刷WiFi/藍牙天線特寫。
另外一處印刷WiFi/藍牙天線。
RGB LED燈特寫。
光線感應器特寫。
Synaptics新思S3808B觸摸檢測芯片。
TI德州儀器TLC5955 RGB LED驅動器 x 3,是一款48通道,恒定灌電流驅動器。 每個通道具有一個獨立可調節,脈寬調制(PWM),灰度(GS) 亮座控制,此控制有65,536步長和128步長的恒定電流點校正 (DC)。 DC可調節通道間的亮度偏差。 所有通道具有一個128步長的全局亮度控制(BC)。 BC調節R,G,B 色彩組之間的亮度偏差。 8步長最大電流控制(MC) 為每個色彩組的所有通道選擇最大輸出電流範圍。可通過一個串行接口端口來訪問GS,DC,BC和MC數據。
TLC5955具有兩個錯誤标志, LED開路檢測(LOD) 和LED 短路檢測 (LSD)。 可使用一個串行接口端口來讀取錯誤檢測結果。
TI德州儀器TLC5955詳細資料圖。
主闆上的低音均衡器麥克風特寫,通過硬質膠水密封,用于監測低音單元聲音,實現動态調整低頻部分。
主闆另外一側的麥克風拾音孔,通過防塵網防護。
部分電路元件一覽。
絲印二維碼USI的無線模塊。
絲印二維碼USI 339M00243的WiFi+藍牙模塊。
取掉屏蔽罩,下方電路一覽。
主要IC上塗有散熱矽脂提升散熱性能。
金屬罩與下方PCB闆連接位置貼有一圈導電布屏蔽。
絲印A1的IC。
TI德州儀器TPS56637是一款配備了集成式MOSFET且具有高效率、高電壓輸入、易于使用的同步降壓轉換器。由于具有4.5V至28V的寬工作輸入電壓範圍,TPS56637非常适用于由12V、19V和24V總線電源軌供電的系統。其輸出電壓為0.6V至13V,支持高達6A的持續輸出電流。
TI德州儀器T56637詳細資料圖。
絲印DK4 LP的IC。
絲印OCTA1的IC。
蘋果定制絲印338S00925的電源管理IC。
蘋果Apple S7處理器,采用台積電7nm工藝制造,算力大大提升,同時降低功耗。支持先進的計算音頻技術,通過來自全新系統級傳感器的反饋,實時運行複雜的調音模型,盡可能保留動态範圍,大幅優化音聲學表現。
繼續拆解中框部分,取出低音單元。低音單元非常重,重量占比整個音箱的一大半。
低音單元的固定腳,采用了橡膠材質緩沖墊,降低腔體共振。
低音單元與腔體連接處設置了3層緩沖材料,從上至下厚橡膠、海綿、薄橡膠。
高振輻低音單元正面振膜特寫,
低音單元側邊結構一覽。
低音單元背部T鐵特寫,中心設置氣流孔。
腔體内部結構一覽。
電源輸入闆與主闆連接的排線過孔設置有橡膠束線器固定密封。
電源輸入闆與主闆連接的排線。
PCB闆上通過螺絲固定功放IC的金屬散熱闆,同時用于銜接腔體固定。
卸掉螺絲,取掉音箱低音單元腔體。
下方高音單元腔體上通過螺絲固定有兩塊PCB闆。C字形的為功放電路,内部是電源模組。
腔體上的麥克風聲學結構特寫,覆蓋有防塵網防護,連接到外殼的麥克風拾音孔。
上下腔體銜接結構特寫,下部分腔體凹槽内填充有橡膠墊緩沖減振。在功放主闆邊緣的麥克風拾音孔一一對應着中框上的開孔。
音箱電源模組與功放電路闆連接的連接器特寫,通過螺絲固定。
卸掉螺絲,取掉AC-DC電路闆,下方導線連接到電源輸入接口。
AC-DC電路闆一側電路一覽。
AC-DC電路闆另外一側電路一覽。
金屬殼屏蔽的共模電感。
整流橋使用硬膠與EMI電路固定在一起。
元件之間均填充黑色硬質膠水用于抗震。
電感特寫,旁邊的MOV套有熱縮管保護,
兩支Y電容位于電源的初級和次級之間。
電源主開關管有鋁片輔助散熱。
X3-FM T0-01B主變壓器,嚴密纏繞膠帶絕緣。
濾波電容特寫,沉闆焊接,降低PCB闆厚度。
高壓濾波電容來自Rubycon紅寶石,400V 120μF,LXW系列超小體積,10000小時長壽命。
電源初級部分還有一顆Y電容。
絲印L44 1008-W的光耦。
UTC友順MGBR10U300次級整流MOS管,采用UTC的先進技術,具有低正向壓降和高開關速度等優點。
UTC友順MGBR10U300詳細資料圖。
輸出端濾波使用的是三顆紅寶石固液混合電容。兩顆規格為分别為56μF 63V和33μF 63V,還有一顆規格為47μF 35V。
絲印R050的檢流貼片電阻。
絲印358的IC。
絲印2P 16的IC。
一體屏蔽電感。
安森美NCP1342作為PWM主控芯片,這是一顆高頻初級PWM控制器,内置主動X2電容放電和多重完善的保護功能。
另外兩顆L44 1008-W的光耦。
Diodes達爾AP4310E是一款專為調節開關電池充電器和電源的輸出電流和電壓電平而設計的單片IC。該器件包含兩個運算放大器和一個2.5V精密分流電壓基準。
Diodes達爾AP4310E詳細資料圖。
兩顆絲印RMLW的二極管。
絲印WZ9 26和ZG23的IC。
絲印AWW 28的IC。
連接功放電路闆的連接器觸點特寫。寬引腳用于供電,窄引腳用于信号傳送。
AC-DC電路闆與功放電路闆連接器特寫。
下方腔體内部結構一覽,功放電路闆通過螺絲固定。
5顆高音單元分别通過導線連接到功放電路闆。
用于調試的外部接口通過排線與功放電路闆連接。
卸掉螺絲,掀開功放電路闆,另外一側還有一根高音單元和溫濕度傳感器排線連接到功放闆。
取出功放電路闆。
功放電路闆一側電路一覽。
功放電路闆另外一側電路一覽。
連接上下腔體的金屬闆,同時起到散熱作用。
取掉金屬闆,下方設置功放芯片,塗有散熱矽脂增強散熱性能。
數字功放的濾波電感。
日本化工 63V 1500μF的電容 x 2,底部塗膠加固。
Rubycon紅寶石63V 1000μF的電容。
高音單元功放電路一覽,5顆高音單元分别對應5個獨立的功放電路。
ADI亞德諾SSM3515是一款完全集成數字輸入的高效率、單通道D類音頻放大器。 應用電路隻需極少的外部器件,采用4.5V至17V單電源供電。 采用12V電源供電時,可提供8.4W輸出功率以驅動8Ω負載,或提供15.8W功率以驅動4Ω負載;而采用17V電源供電時,可提供31.3W功率以驅動4Ω負載,THD+N均為1%。
SSM3515采用高效率、低噪聲調制方案,無需外部LC輸出濾波器。 即使輸出功率較低時,該方案也能提供高效率。 采用12V電源時,以7W功率驅動8Ω負載時的效率為92%,以15W功率驅動4 Ω負載時的效率為88%。與其它D類架構相比,采用擴頻脈沖密度調制可提供更低的EMI電磁輻射,通常高于100MHz。數字輸入功能無需外部數模轉換器(DAC)。
ADI亞德諾SSM3515詳細資料圖。
拾音麥克風特寫,同樣通過黑色硬質膠水密封,整個PCB闆上總共搭載有四顆相同規格的拾音麥克風。
麥克風拾音孔特寫,對應到腔體上的麥克風聲學結構。
絲印NSJ的電流傳感IC。
TI德州儀器PCM5242是一種單片CMOS集成電路,在小型QFN封裝中包含立體聲數模轉換器和附加支持電路。PCM5242采用TI先進的分段DAC架構,可實現出色的動态性能和更高的時鐘抖動容限。
TI德州儀器PCM5242詳細資料圖。
絲印1XFF的穩壓IC。
TI德州儀器TPS54560集成型高側MOSFET的60V、5A降壓穩壓器。按照ISO 7637标準,此器件能夠耐受的抛負載脈沖高達65V。電流模式控制提供了簡單的外部補償和靈活的組件選擇。一個低紋波脈沖跳躍模式将無負載時的電源電流減小至146μA。當啟用引腳被拉至低電平時,關斷電源電流被減少至2μA。
TI德州儀器TPS54560詳細資料圖。
絲印S510 肖特基二極管。
鐳雕802o KSM1的MEMS麥克風特寫,用于監測低音單元音頻,進行動态調整。
TI德州儀器TLV320ADC3100是一款低功耗、立體聲音頻模數轉換器 (ADC),用于将麥克風采集的模拟信号轉換為數字信号。此器件支持8kHz至96kHz的采樣率,并具有一個可提供高達40dB模拟增益或自動增益控制 (AGC) 的集成可編程增益放大器。還提供粗糙衰減為0dB,-6dB,或者關閉的前端輸入。集成了可編程通道增益、數字音量控制、鎖相環 (PLL)、可編程雙二階濾波器和低延遲濾波模式。
TI德州儀器TLV320ADC3100詳細資料圖。
絲印PN的IC。
絲印162 C2A的IC。
TI德州儀器ADS7138是一款易于使用的8通道多路複用12位逐次逼近寄存器模數轉換器 (SAR ADC)。8個通道可獨立配置為模拟輸入、數字輸入或數字輸出。該器件具有一個用于執行ADC轉換過程的内部振蕩器。ADS7138通過兼容I²C的接口進行通信,可以在自主或單沖轉換模式下運行。
TI德州儀器ADS7138詳細資料圖。
TI德州儀器TAS3255是一款高性能D類功率放大器,支持315W立體聲輸出和600W單聲道輸出功率。該器件特有高級集成反饋設計和專有高速栅極驅動器錯誤校正功能(PurePath 超高清),該技術可使器件在整個音頻頻帶内保持超低失真,同時展現完美音質。
TI德州儀器TAS3255詳細資料圖。
TI德州儀器INA253是一個具有2mΩ精密集成型低電感分流電阻器的高電壓雙向零漂移分流監控器,INA253可獨立于電源電壓在-4V至+80V的寬共模範圍内監控雙向電流。
TI德州儀器INA253詳細資料圖。
絲印LTt的IC。
另外一顆TI德州儀器TLV320ADC3100低功耗、立體聲音頻模數轉換器 (ADC)。
腔體内部結構一覽,高音單元上方設置有支架用于固定PCB闆。
取出支架。
腔體内部高音單元結構一覽,五顆高音單元均勻分布在五個方向,通過蓋闆固定。
卸掉螺絲,取掉固定高音單元的蓋闆。
蓋闆内側結構一覽,設置有金屬層屏蔽高音的磁場對電源部分的影響。
高音單元結構一覽。
取出5顆高音單元。
腔體底部結構一覽,對應高音單元位置設置海綿墊緩沖,中間排線連接調試觸點。
外殼上的拾音麥克風開孔特寫,設置有防塵網防護。
電源輸入接口内側結構特寫。
電源輸入接口導線的molex連接器特寫。
濕度和溫度感應器結構一覽。
濕度和溫度感應器特寫。
高音單元頂部結構一覽,走線均打膠固定,頂部有用于緩沖的海綿墊。
高音單元底部結構一覽,設置出音孔。
高音單元正面結構一覽。
高音單元側面結構一覽。單元外殼使用超聲波焊接,嚴絲合縫。
蘋果HomePod(第二代)智能音箱拆解全家福。
三、我愛音頻網總結
蘋果HomePod(第二代)智能音箱在外觀方面采用了與一代相同的圓柱形設計,通體無縫透聲織網包裹,整體觀感簡約時尚,能夠很好的融入各式家裝場景。機身頂部設計一整塊背光觸控闆,工作狀态下可根據語音指令呈現不同的色彩波動,使人機交互更具儀式感。
内部結構設計精妙,做工精緻,主體結構分為上中下三層結構,上部分設置觸摸闆和主闆單元,中間是低音單元腔體,下部分設置電源模塊、功放電路闆、5顆高音單元以及麥克風、溫濕度感應器等。整體結構與上代區别不大,但結構銜接之間去除了膠水固定,元器件之間也均通過連接器連接,所有組件均可單獨拆解替換,更加便于組裝生産與後期維修。
主要硬件配置,主闆上搭載了37顆RGB LED燈組,配備3顆TI德州儀器TLC5955 RGB LED驅動器;采用了蘋果Apple S7處理器,蘋果定制絲印338S00925的電源管理IC,蘋果定制無線模塊,以及德州儀器TPS56637同步降壓轉換器等。
功放電路闆上搭載了4顆麥克風組成拾音陣列,用于智能語音交互拾音,以及一顆低音均衡器麥克風,用于監測低音單元聲音;對應5顆高音單元設置有5個獨立的功放電路,采用了ADI亞德諾SSM3515集成數字輸入的高效率、單通道D類音頻放大器;對應低音單元采用了TI德州儀器TAS3255高性能D類功率放大器,支持315W立體聲輸出和600W單聲道輸出功率。
其他方面,還采用了兩顆TI德州儀器TLV320ADC3100低功耗、立體聲音頻模數轉換器 (ADC),用于将麥克風采集的模拟信号轉換為數字信号;以及TI德州儀器PCM5242單片CMOS集成電路、TPS54560降壓穩壓器、ADS7138 8通道多路複用12位逐次逼近寄存器模數轉換器 (SAR ADC)、INA253高電壓雙向零漂移分流監控器等。
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