拆解第三代亞馬遜Echo Dot，發現音質升級的秘密

亞馬遜Echo Dot于2016年3月推出第一代產品，同年10月很快就推出第二代產品，兩代產品沒有多大的變化。我在三年前發表的第二代拆解報告中曾指出：

Echo Dot前兩代產品最明顯的區別是第二代產品在頂部增加了專門的“上”、“下”音量按鈕，替代了第一代產品頂部的音量控制旋鈕，這種改變可能是為了簡化機械設計，從而降低成本并提高可靠性，當然，也使拆解更加容易。雖然兩代產品都包含七麥克風陣列(Google的Home Mini中只有兩個MEMS麥克風)，但第二代產品的遠場語音識別能力改善了。

不過，在第二代Echo dot中，亞馬遜并未對音頻輸出質量做任何改進。如果說它內部使用的基本揚聲器是用來進行語音應答的，我認為還可以接受，但將它稱為“高保真”就有點言過其實了。要想對第二代Echo Dot的音樂播放功能做任何改進，就不得不使用更大的外殼，就像iHome和Vaux那樣(我恰巧也擁有這些產品)。

所幸的是，2018年9月發布的第三代Echo Dot音質有了很大的改善，我甚至在辦公室用兩個配對的Echo Dot來處理中頻和高頻，還有一個配對的Echo Sub來處理低頻。第三代Echo Dot的外觀也更漂亮了(每個人的審美不同，也可能你更喜歡前代產品的“工業”風)。盡管將Echo Dot用支架安裝在墻上，或者直接插在電源插座上很常見，我仍然覺得最新的第四代產品的外觀設計過于激進，我認為更“友好”(基于其配置)的第三代Echo Dot還有很大的生存空間。

Amazon第三代Echo Dot（來源：Amazon）

配對功能是亞馬遜在第三代Echo Dot中首次推出的(無論是簡單的“立體聲”組合還是對音響的額外補充)。這項新功能在多大程度上反映了Echo Dot內部電子器件的升級？亞馬遜決定不將該功能移植到前代產品中，是為了鼓勵用戶升級到較新的產品？簡單地說，是什么原因使Echo Dot音質變好了？讓我們來一探究竟吧。

一如既往，先來看看幾張外包裝照片：

圖1：Echo Dot拆箱前的幾張外包裝照片；盒底還可見MAC地址。

通常，為了保護隱私，我會將圖片中的MAC地址進行模糊處理，特別是亞馬遜已在設備上預配置了我的帳戶以及主Wi-Fi網絡SSID和密碼。但我覺得它在拆解之后極有可能無法完全恢復到正常功能(在之前的拆解中我曾經遇到過這種情況，感覺很驚訝)，因為拆解中我必須取下法拉第籠才能看到內部結構，這是它無法復原的唯一原因。因此，我進入Alexa應用，從注冊設備列表中刪除了這個由MAC地址標識的設備。

「撕開」貼紙后就可以打開包裝盒的上蓋，首先映入眼簾的是塑膜包裹的Echo Dot，取出后看到盒子里只剩兩本薄薄的說明書，以及在其下的AC配接器此外，還有這個AC接配器的幾張特寫，顯示其規格和「桶形」連接器設計。

圖2：除了Echo Dot，盒子里只有說明書以及AC配接器。

下圖所示為第三代Echo Dot，旁邊是直徑19.1mm的一美分硬幣。

Echo Dot直徑99mm、高43mm、重300g。它提供了四種顏色選擇，包括灰黑色(如圖所示)、炭黑色(近黑色)、砂巖色(近白色)和莓果色(粉色)。Echo Dot的圓柱面上有兩個挨在一起的接口：直流電源輸入插孔和3.5mm的模擬“立體聲”音頻輸出插孔。

從其俯視圖來看，即顯示出向上/向下調節的音量、麥克風靜音和「操作」按鍵。

圖3：Echo Dot的府視圖，向上/向下音量調節按鍵清楚可見。

下圖顯示了Echo Dot的橡膠“底座”。 “底座”通常是通往設備內部的可靠通道，讓我們看看這次是否也如此。用一把平頭螺絲刀將“底座”從外殼上撬下來，成功了！除了四顆T6梅花頭螺釘外，底座上還有一個接入口，可以看見下面的PCB上的一組測試點。

圖4：拆下裝置的“底腳”，除了四顆T6 Torx螺絲外，其下還有入口和測試點。

我猜這個接入口不僅用于組裝完成后的最終測試，還用來設置最新的固件版本。而且，如果用戶在購買Echo Dot時選擇“將設備與Amazon帳戶關聯以簡化設置”，那么還可以通過該入口設置用戶的Amazon帳號和Wi-Fi網絡憑證。

和往常一樣，我用我的64合1螺絲刀套裝，先卸下這四個螺釘。

還記得與橡膠“底座”粘在一起的圓形塑料板吧？下圖顯示了它的另一面。從里面看有一個RFID標簽，很可能是用來跟蹤設備在組裝、倉儲和運輸過程中的移動情況；它整個被灰色的塑料網面圍裹，揚聲器的聲音360°環繞發出。

圖5：卸下螺絲后，看到圓形塑料板的另一面。

卸下用于固定兩半的螺釘，就可以看到上半部分的組件，41mm的全頻揚聲器清晰可見(當然還有主PCB)，如下圖所示。一眼就能看出，與第二代Echo Dot中的換能器相比，這個更好一些。從圖中也可以看到電源輸入和模擬音頻輸出連接器。

圖6：從上半組裝可一窺電源輸入和模擬音訊輸出連接器。

從剩下的組件中拆出PCB比較簡單。首先，斷開柔性PCB電纜(我猜它用于處理主PCB電源以及與四個頂部開關、每個開關旁邊的麥克風以及圍繞它們的LED燈環之間的信號通信)，接著擰下將PCB連接到其下方組件的三顆T6梅花頭螺釘。

拆下來了！

主PCB的這一面相對而言乏善可陳，除非你對無源組件和測試點比較感興趣。將主PCB翻過來，另一面有趣得多(至少對我這個喜歡數字化的人而言)。

首先，注意兩個端子P1和P2。回想一下拆掉PCB后剩下的組件，那里有兩個相匹配的“著陸墊”。我猜測放大的正負音頻信號從PCB通過這兩個端子傳輸到揚聲器，這說明PCB上肯定有DAC和放大器(可能是D類放大器)。仔細觀察一下，確實看到了德州儀器(TI)的TAS2770。

圖7：主PCB的另一面只有被動組件和測試點。

電源輸入和雙通道模擬輸出連接器在板上也占據了很大位置。當然，更顯眼的是中間的法拉第籠，前面曾提到。撬開它可以看到更多的粉色散熱“材料”，用指甲就可以把它們摳掉后，終于可以清楚地看到里面的芯片了。

圖8：終于可以清楚地看到里面有TI、聯發科等各種芯片了。

聯發科技的MT8516BAAA應用SoC是整個系統的“大腦”(這也是為什么我稱其為“主”PCB的原因)，它搭載了1.3GHz四核64位Arm Cortex-A35處理器集群。有趣的是，第二代Echo Dot中采用的是搭載1.5GHz四核Arm Cortex-A53的聯發科技MT8163，第四代反倒降級了(至少從文檔中記錄的時鐘速度來看是如此)。旁邊是一個SK Hynix H9TQ32A4GTMC模塊，在同一個封裝中還包含1GB DRAM和8GB NAND閃存。在第三代Echo Dot的另一個拆解中，可以發現其內部還有一個類似的三星多芯片存儲器“三明治”(KMFN60012M-B214)。

接下來，我們來拆頂部剩余的部分。在拆下PCB之前，我就已經先擰下了PCB下方的兩顆T6梅花頭螺釘，我甚至連固定揚聲器的四個十字螺釘都擰下來了。

圖9：利用Torx螺絲起子套件，拆開上半組裝的其余部份。

但是什么都動不了。沮喪之后，我又檢查了一遍組件，最后發現在揚聲器兩側還有另外兩個凹進去很深的T6梅花頭螺釘。和上次一樣，在這種特殊的情況下，iFixit梅花頭套筒螺絲刀套件不能用。幸運的是，我還有梅花頭螺絲刀套件。

拆下這兩顆螺釘之后，我還是不能深入到組件內部(但是卻看得見揚聲器接線及其走向，這證實了我先前對音頻端子對的猜測是正確的)；黑色塑料部分似乎牢固地與金屬部分粘在一起。我不得不將頂部的控制面板從另一側取下來。

圖10：將頂部的控制面板取下來看看內部電路設計。

第一步：斷開之前特意提到的柔性PCB電纜的另一端(PCB電纜連到哪里就不在此贅述了，之前我已猜到)；

第二步：拆下另一個法拉第籠；

第三步：清除比先前還要多的散熱材料，然后就可以看到聯發科技的MT7658CSN雙頻Wi-Fi和藍牙控制器了，其嵌入式雙天線位于兩側，靠近PCB的邊緣；

第四步：拆下由四顆T6梅花頭螺釘固定的白色塑料環，可以看到下面的東西。

圖11：拆下另一個法拉第籠，再清除散熱材料，可以看到PCB上的更多組件。

環上的12個多色LED清晰可見。根據PCB上的走線，我猜這些LED是由位于PCB一角、標注為T4125 3236A的芯片管理的。這是什么芯片？這難住了我。讀者朋友，你們知道嗎？對角有一個74LCX74雙D型正邊沿觸發的觸發器，有人認為該觸發器用于控制麥克風的靜音功能。在這兩顆芯片之間是兩顆德州儀器的TLV320ADC3101立體聲ADC，每顆ADC還集成了一顆嵌入式DSP，用于轉換和預處理麥克風的輸出。下圖中可以看見四個靠近邊緣的金色MEMS器件即麥克風，每個象限中有一個)。

圖12：周圍清晰可見12個多色LED。

將次PCB翻過來，可以看到更多東西。

例如，次PCB上有一些通孔，聲音由此進入PCB另一面的麥克風。上、下音量控制開關比較簡單；左側的麥克風控制按鈕兩邊各有一個LED，當Echo Dot為靜音模式時，這兩個LED及其周圍的圓環均為紅色。我敢打賭，右邊的開關旁邊是一個環境光傳感器，可以根據環境照明情況來調節LED的輸出。

下圖是頂部面板的底面，可以看到與開關按鈕和麥克風通孔對應的位置，邊上的一圈為半透明環，使LED的光可以穿透出來。

圖13：頂部面板及其底面。邊緣一圈半透明環可讓LED光穿透出來。

好了，拆解就到這里了。親愛的讀者，你對本次拆解有何見解？

（本文編譯自EDN英文網站，原文參考鏈接：Teardown: Amazon Echo Dot gets improved sonic performance，編譯Jenny Liao）

本文為《電子技術設計》2021年7月刊雜志文章，版權所有，禁止轉載。

責編：Luffy Liu