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成功来源于芯——华为主动降噪耳机AM180拆解

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发表于 2015-6-4 09:18:17 | 显示全部楼层 |阅读模式

在华为发布主动降噪耳机AM180的时候,相信大部分人都是不以为然的,其中很大的因素要么不理解何为主动降噪耳机,有些什么功能?要么是对主动降噪耳机的性能不予看好,不过在亲自体验过了AM180后(评测),对它的表现还是相当满意的,相信还是对得起目前的售价,具体细节可以参考评测:

今天小编主要的目的是带大家拆解AM180,一起来看看其内部到底是些什么电路组成的?我们得知其然,也知其所以然嘛。当然还是先要感谢下ams社区举办的活动,才让小编有这个机会做华为AM180的拆解的。



华为主动降噪耳机AM180采用了简约质朴的包装,打开后能一眼就看到极俱金属质感的AM180,另外还附带一个耳机的USB充电线以及几个耳塞帽,这里我们也能发现了主动降噪耳机的一个特点:需要充电。



AM180-3-500x280.jpg


华为主动降噪麦克风AM180特性:

  • 适用机型  3.5mm耳机插口手机或移动设备通用
  • 电池容量  19mAh,聚合物,支持降噪通话2小时以上(ECO省电模式)
  • 额定功率  5mW
  • 电源输入  手机取电+自带电池供电
  • 按键  ON/OFF(拨片式),接听/挂断/播放/暂停/切歌(按键式)
  • 理论充电时间  <1.5小时
  • 喇叭数量  2个,动圈式
  • 阻抗  32Ω
  • 最大承载功率  10mW
  • 音频接口  3.5mm 4pin,镀金
  • 耳机/耳麦是否带线控  是
  • 指示灯  充电指示
  • 麦克风  驻极体,全指向
  • 声压级  ANC OFF:105+/-3dB;ANC ON: 106+/-3dB
  • 降噪量  低频降噪量达15~30dB


何为主动降噪耳机?在电子电路的设计中,工程师都知道,一旦涉及到“主动”元器件,意味着就要给它提供供电,主动降噪耳机也一样,是需要为其提供单独的供电,这与我们平时接触的普通耳机有所不同。而降噪,我们大致可以分为通过物理特性来隔绝噪音的被动降噪以及通过拾取环境噪音并且(通过降噪电路)产生与噪音反向的信号来抵消噪声的主动降噪。


如果仔细观察手里的这款华为AM180耳机,显然这是一款主动降噪与被动降噪相结合的耳机,怎么说呢?见下图,耳机本身采用了入耳式的设计,这种设计本身就具有一定的被动降噪作用。而在耳机腔体的“金属盖”面上,我们可以看到一个小孔,这实质上是侦听麦克拾取环境噪音的开孔,侦听麦克是主动降噪耳机电路中的重要组成部分。



在AM180右侧耳机的线控上我们可以看到通话的主麦克,如下图所示。



再来看控制端,首先要称赞下做工,外观确实看起来很有质感。在控制端我们可以看到两个开关,一个在侧边上的主动降噪开关ON/OFF,另一个则是我们传统的线控耳机上的接听/关断按键,在细节处理上,ON/OFF开关处还配备了一个RGB LED,可以根据LED的颜色提示不同的状态。


AM180-6-500x280.jpg


拆解
对于小编来说,耳机的拆解还是头一遭,无从下手,仔细研究了半天,发现夹子下面有个螺丝,终于欢心鼓舞的开拆,结果....尽管再怎么小心翼翼,一不小心还是将夹子掰断了。




初略一看,布局还不算特别紧凑,至少PCB板还能做的更小。器件上基本都做点胶处理,线控上的信号线是直接焊接上去的,这方面的处理做得不够“高大上”,我想如果是苹果,肯定不会这么干,这就涉及到成本以及更用心去设计一款产品的态度了,华为在AM180的外观上展现给消费者的可能已经达到了100%,但在实际内部结构的设计,只能给90%。


AM180-11-500x280.jpg


翻到线控端的另一面,我们可以看到华为AM180这款耳机的核心部分了,降噪芯片采用了奥地利微电子提供的AS3415,这颗芯片性能到底如何,又有什么特色?我们重点来看下。




AS3415是奥地利微电子推出的模拟主动降噪IC,用于前馈式主动降噪耳机的解决方案,实际大小只有大小5mm*5mm,采用了QFN32封装,如下图所示。


AM180-131-500x280.jpg


AS3415的具体特性可以参考datasheet,这里小编主要例举几个突出的特点:

  • 旁路功能
  • >25dB降噪实现,优异的性能表现
  • 完全电子校准,在生产过程中无需人工干预
  • 单纽扣电池供电(AA/ AAA)或1.0V - 1.8V电源,低功耗


其它几个特点好理解,这里重点说下AS3145的旁路功能,也算是区别于其它降噪芯片的一个优异特性。


当然,这也是让我觉得最赞的功能之一,AS3415内部集成的旁路开关,可千万别小看这个功能,我们先来看看它到底有什么用。市面上一般的主动降噪耳机在工作时电源突然耗尽就停止工作了,意味着你无法听到别人的说话,必须通过手动关掉降噪开关切换到外部的电路正常接听,这里就有两点缺陷,要认为切换,不方便,外部需要搭建额外的电路,即增加BOM成本,有增加PCB板布局,对于一个线控耳机来说,PCB板那可都是“寸金寸土”啊。而AMS的AS3415主动降噪芯片就完美的解决了这个问题,如下图所示。


AM180-18-500x263.jpg


当人们在通话的时候,降噪耳机的电量突然耗尽时,AS3415内部的旁路开关就被激活,让人无缝隙的继续接听通话,不需要人为的去切换外部的机械开关,而且工程师在设计降噪耳机的时候也不需要额外搭建外部电路,既能减少物料成本,又节约PCB空间,说是一举两得也不为过。
总的来说,AS3415的高集成度给设计带来了极大的便利,也使电路设计变得更加简单,大大减少了工程师的工作量,缩短研发周期,如下图所示,只需少量的外部电子元件即可实现一个主动降噪耳机的方案。


AM180-16-500x256.jpg


当然,在实际的设计中AS3415的PCB Layout工作也是一件非常重要的事,可能会直接影响音频的质量、降噪的效果,如下图所示,我们需要注意的地方有:
在电源部分,为保证最低的输出噪声,电源的3个电容尽量靠近AS3415,电容接地GND与AS3415接地GND相互间的连线尽量短,防止高频开关电流杂散在PCB电路中;麦克风电路的模拟地都需要单独的接地回路;选用宽信号线作为耳机左右音频信号线、耳机地信号线(比如至少1mm的耳机左右音频信号线,至少2mm的耳机GND信号线)等等。





有关AS3415其它的优点,小编在这里就不再一一举例说明了,感兴趣的可以直接访问AMS社区获取更多资料。
小结
华为能将自己的第一款主动降噪耳机设计的如此出色,我们不得不感叹其强大的技术实力,但同时,我们不可否认AM180的主要成功还是归功于一个牛叉的“芯”——AMS AS3415,低功耗、优异的性能表现、众多的功能特性,不但大大简化了降噪耳机的电路设计,同时也降低BOM成本,节约PCB的空间,为设计一个精致、小巧的主动降噪耳机提供了必要的条件,作为一个并不擅长做耳机的厂商能在自己的第一款主动降噪耳机上达到如此的高度已实属难得,在如此之小的体积下实现这样的降噪效果,AM180已经算是国产降噪耳机的精品之作。



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发表于 2015-6-4 10:58:42 | 显示全部楼层
芯片的那一段分析的很详细!这是别的网站所不具备的哈哈
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发表于 2015-6-4 11:05:52 | 显示全部楼层
我自己都能做耳机了 ,拆的好 ,不枉我投你一票
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发表于 2015-6-4 13:01:12 | 显示全部楼层
分析的好,学习了,顶!
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发表于 2015-6-4 13:22:24 | 显示全部楼层
拆得好,可惜我没有4票,就投你了
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发表于 2015-6-7 15:38:33 | 显示全部楼层
耳机看起来挺不错的     可惜夹子被拆坏了
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发表于 2015-6-15 22:14:20 | 显示全部楼层
主动降噪,果然不同凡响
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发表于 2015-6-16 11:33:38 | 显示全部楼层
拆的好,讲解到位,不过加了降噪的音质怎么样,反正不喜欢耳机,时间长了塞的耳朵疼
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发表于 2015-6-16 12:45:22 | 显示全部楼层
CoCo酱 发表于 2015-6-4 10:58
芯片的那一段分析的很详细!这是别的网站所不具备的哈哈

芯片的那一段分析的很详细!这是别的网站所不具备的哈哈
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匿名  发表于 1970-1-1 08:00:00
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