Разборка микрофона iPhone 4

Введение

Вероятно, вы разговариваете с этим устройством чаще, чем со своим вторым половинкой. На самом деле вы, вероятно, разговариваете с ним больше всех людей и устройств в мире. Это микрофон вашего телефона, и пришло время поближе познакомиться с этим замечательным творением.

Мы воспринимаем микрофоны как нечто само собой разумеющееся. Большинство из нас пользуется ими ежедневно, не задумываясь об их существовании. Они делают для нас так много, но мы никогда не видим их и не наслаждаемся их красотой. До этого момента.

Мы сотрудничаем с Chipworks чтобы показать вам многочисленные микрофоны, расположенные внутри iPhone 4. В этих микрофонах нет ничего особенного - они не волшебные и не содержат пыль фей Стива Джобса, - но они являются хорошими представителями того, что вы можете найти в современных смартфонах.

Шаг 1 Разборка микрофона iPhone 4

• В iPhone есть три микрофона: два в самом телефоне и один в прилагаемых наушниках Apple. Учитывая ориентацию микрофонов в устройстве, можно предположить, что один из них предназначен для совершения звонков, а второй - для съемки видео и шумоподавления.

• В телефоне iPhone 4 установлены микрофоны Knowles S1950 и Infineon 1014 (на фото слева), а в наушниках - микрофон Knowles S199.

Шаг 2

• Первый из двух микрофонов в iPhone (тот, в который вы говорите) - Knowles S1950.

• Компания Knowles описывает его MEMS-микрофоны как созданные по запатентованной технологии CMOS/MEMS, которая обеспечивает очень малые габариты, более низкий профиль и несколько вариантов крепления.

• Перевод: Этот микрофон очень маленький - его площадь составляет 3 мм x 4 мм! И он монтируется на поверхность, что означает, что машина просто устанавливает его на логическую плату.

• С точки зрения производства, дизайн с поверхностным монтажом ценен тем, что позволяет интегрировать компоненты в логическую плату сразу. Это исключает затраты на сборку и снижает СПЕЦИФИКАЦИЯ стоимость. Кроме того, это позволяет размещать компоненты на обеих сторонах платы, что невозможно при использовании сквозное отверстие технологии.

Шаг 3

• Микрофон Knowles S1950, как и другие микрофоны в iPhone 4, состоит из двух основных частей: корпуса. MEMS и ASIC. Вы можете думать об этом так: MEMS делает всю работу, а ASIC - все мысли. Вместе они создают потрясающий микрофон.

• Взглянув на матрицу S1950 MEMS, вы получите представление о том, как она функционирует. Словно микроскопическая пузырек конденсаторного микрофонаСам микрофон имеет простую конструкцию, состоящую из двух параллельных поликремния (очень тонких пластин, состоящих из множества мелких кристаллов кремния), которые действуют как пластины в конденсаторе.

• Верхняя пластина перфорирована множеством маленьких отверстий и отделена от нижней пластины небольшим воздушным зазором. Когда звуковые волны от голоса человека попадают на верхнюю пластину, она слегка отклоняется. Поскольку эти две пластины несут в себе электрический заряд, эти отклонения вызывают незначительные изменения в электрическом поле между ними. Неподвижная нижняя пластина конденсатора воспринимает эти изменения и передает их в виде аналогового сигнала.

Шаг 4

• Плата S1950 ASIC интерпретирует аналоговые сигналы, выдаваемые платой MEMS. Эта часть микрофона декодирует и обрабатывает аналоговый сигнал, поступающий к ней от MEMS, и отправляет результат на процессор iPhone 4.

• Поскольку микрофон имеет встроенный аналого-цифровой преобразователь, его очень легко интегрировать с другими цифровыми схемами.

Шаг 5

• Infineon производит 1014, второй микрофон в телефоне. Гигантский производитель микросхем - относительно новый участник рынка МЭМС, на котором еще около года назад доминировали компании-стартапы.

• В последнее время отрасль претерпела значительные изменения, поскольку МЭМС-устройства вышли на массовый рынок. Крупные производители, такие как Infineon, начали выпускать МЭМС-микрофоны, а компания Akustica (один из первых стартапов) была приобретена Bosch.

• Внешне устройство Infineon очень похоже на устройство Knowles. Однако внутри каждая компания творит свою собственную магию.

Шаг 6

• Плата Infineon 1014 MEMS имеет схожую с устройством Ноулза структуру мембраны, с очень красивой художественной работой по маркировке платы - но у них было много места для работы.

Шаг 7

• Фотография микросхемы Infineon 1014 ASIC не слишком много говорит о ее функциональном расположении - над схемой находится большой металлический слой.

• Металлический слой может выступать в качестве заземляющей плоскости или использоваться для экранирования радиочастот, а может просто мешать людям смотреть на схему матрицы сейчас, когда разборки становятся все более популярными.

• Но не волнуйтесь, мы все предусмотрели. Компания Chipworks без проблем удалила металлический слой, чтобы обнажить матрицу ASIC.

Шаг 8

• Вторая дизайнерская победа Ноулза - это микрофон S199, расположенный в гарнитуре, которая поставляется вместе с iPhone 4.

• Физически микрофоны расположены по-разному, так что упаковка, скорее всего, представляет собой простой вопрос подгонки устройства к предполагаемому применению.

Шаг 9

• Обратите внимание, что оба микрофона имеют разную маркировку упаковки, но идентичную маркировку ASIC и MEMS-матриц.

Шаг 10

• Рентгеновские снимки: слева - Knowles 1950, справа - Infineon 1014.

• Рентгеновские снимки действительно демонстрируют сходство между Knowles 1950 и Infineon 1014. На самом деле они настолько похожи, что вы легко можете перепутать один с другим, если не будете внимательны.

Шаг 11

• Вот рентгеновский снимок Knowles S199. Он определенно не такой похожий, как устройства Knowles или Infineon.

• Большое спасибо Chipworks за предоставленные фотографии для этого разбора!