再談手機3.5mm耳機介面(二):生於貫之,死於輕薄?

前言

最近玻璃心泛濫,遭受了太多質疑和詆毀。

平時溫和謙恭的人,把冷言、暴力,全傾瀉在一個陌生人身上。

有的人,連文章還沒看完,就在評論區一頓狂噴;

甚至還有些人,直接上私信來問候的,噴點千奇百怪,什麼姿勢都有:

「一介女流,又是文科出身,寫的東西錯誤百出,談論電子、數碼、科技等,還是男人更有優勢,別亂插嘴了」

「你這個滿清格格,有好好反思自己祖先造的孽嗎?嘉定三屠的時候,你們殺了我們多少漢人,你們能活到現在,還不是得感謝我們不記當年之仇,否則早就把你們趕盡殺絕了」

我、現代滿族人們,犯了什麼錯?這麼招你們黑?說好了民族大團結呢?

眼淚只有吧嗒吧嗒地往下掉,哎~~

所以,我決定不再參與知乎內的社交活動一段時間,包括點贊、評論等,暫時只更新文章。

現在,我先調整調整心態,把這個飽受爭議的系列文章寫完,給對這個話題感興趣的知友們一個交代。

第一篇文章在這裡:再談手機3.5mm耳機介面(一):風雨砥礪,功成身退

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四、去掉3.5mm耳機介面,真的好么?嗯,一些微不足道的好處而已~~

(一)沒法兒再薄了?3.5mm耳機孔是輕薄機身的大敵?

1、3.5mm耳機孔對手機厚度的影響

3.5mm耳機孔技術標準的混亂和應用劣勢我們已經有所了解,下面開始扒一扒其對手機內部空間設計的影響。

顧名思義,3.5mm耳機孔的寬度當然是3.5mm,但這並不能說明一款手機的機身輕薄到3.5mm時候就可以將耳機孔一直留下去,即使將來的電池技術和加工工藝能使手機做到這麼輕薄,且不影響續航的前提下。

以上是三星Note7拆解後得到的3.5mm耳機孔模組

可以看到3.5mm母頭的上下寬度必須留有一定的厚度,這段厚度裡面至少包含三個組件,每樣組件都是有厚度的:

  • 容納3.5mm母頭的金屬腔體;
  • ·為3.5mm母頭提供電源和數據傳輸的導線;
  • 加固外殼;

如果選擇保持整體機身更輕薄,也可以單獨選擇讓3.5mm組件部分加厚的方式,把它加進去。

比如,三星Note 3的後殼頂端耳機孔部分就是這樣設計的,在整個頂部邊緣右側突出了一點,有礙觀瞻,可能有些絕對顏值黨不能接受這樣存在妥協的設計。

三星 Note 3的外殼是用皮質手感的塑料製成

2、3.5mm耳機孔組件對手機內部空間的影響

以iPhone6s和iPhone7的內部結構為例,考察蘋果在手機空間內的取捨。

iPhone 6s下半部分介面組件圖,來自IFixit

這是IPhone6s拆解後的介面部分,被圖內紅框圈住的部分是3.5mm耳機孔組件,被黃框圈住的部分是Lightning介面組件。

可以看出,3.5mm耳機孔組件是通過導線連接在介面部分母版上的,Lightning介面組件是直接焊接在介面部分母版上的。

不算導線部分,前者所佔的體積要略大於後者。

這說明3.5mm耳機孔組件確確實實佔用了一定的內部空間。

iPhone 6s 內部的Taptic Engine組件,圖片來自ifixit

拆解小哥用鑷子夾起來的這個金屬塊,就是為iPhone 6s提供3D Touch震動反饋的組件,它叫「Apple Taptic」。

3D Touch確實是一項非常偉大的創新,這個部件,和以前iPhone的轉子馬達結構不同,可以提供多段震動強度,但我們現在不詳述這個。

由上圖可以看出,蘋果把Taptic組件安放在了3.5mm耳機口組件和電池之間。

iPhone 7發布之際,各個土豪紛紛排隊預約,iFixit團隊目前還沒有帶來有關iPhone7 的拆機帖。我們可以從蘋果在北京時間9月8日舉辦的發布會中介紹iPhone7 的部分,來一窺全貌。(再次提醒,這是去年的文章

iPhone 7底部是雙喇叭設計

iPhone 7下半部分的全新設計

有過親身拆機經驗的iPhone機友應該知道,iPhone 7之前的型號,它們的Home鍵部分是集成在手機前面板組件里的。

但這一代iPhone,Home鍵是獨立存在並固定於前面板下方的。

結合iPhone6s的拆機圖,我們可以發現手機下方內部結構有哪些改變:

  • Taptic組件佔了電池下部1/2,明顯比前代占的1/3要大。看來是因為Home鍵變成了不可物理按壓式,需要用更強烈的振動來為用戶指尖模擬按壓下去的真實觸感;
  • 雙喇叭分別置於Home鍵的左側和右側,iPhone 7外殼底部雙喇叭開孔的大小是一致的,說明左右喇叭發出的聲效應該差不多,且右喇叭的設計和位置與前代無異,那麼可以推定:左喇叭佔據了原3.5mm耳機接孔和原Taptic組件的位置(此句結論已失效)。
  • Home鍵可以做得更薄,因為不需要再提供「按下」的鍵程,所在位置正好遮擋住了Lightning介面組件,後者的設計和位置不會和前代相差太多(我的猜測在拆解後得以驗證)。

目前尚不清楚綠框圈住部分的這個組件起到了什麼作用,看起來它好像是Home鍵組件的一部分(更新:據iFixit拆解顯示,它是左喇叭組件)。

藍框圈住的部分,就是iPhone7的右喇叭。

Tapitic組件如果不是完全佔滿了iPhone7的厚度,那麼它下面留出來的空隙,正好可以用來充當左喇叭所佔據的空間,即黃框圈住的部分(此句結論已失效)。

但即使算上黃框以外整個Tapitic組件下面留出的間隙,給左喇叭預留的空間仍然沒有右喇叭空間充裕,這樣可能會導致iPhone7左喇叭的播放效果不如右喇叭。

蘋果是如何解決這一問題的?只能等待以後的拆解分析了(更新:綠框部分的左喇叭組件,可以提供與右喇叭一致的聲效,原因未知)。

iPhone 6s 底部藍框部分,就是喇叭的位置,雖然電池體積比iPhone 7大,容量卻只有1715mAh

大家注意到紅線切割的部分了嗎?iPhone7的邊框部分,左側從下往上數,假設第一顆螺絲位和iPhone6s是一致的。

那麼以這個位置發射出的,與左邊框垂直的紅線為基準,前者的電池末端幾乎與紅線平齊,而後者紅線下端還多出一部分體積的電池,也就是說前者電池部分整整比後者少了一截!

而且前者居然在電池體積佔劣勢的情況下,電池容量為1960mAh(數據來自爆料大神工信部),反而比電池體積佔優的後者大了245mAh!

這是iPhone電池容量的一小步,卻是鋰離子電池工業的一大步!

雖然這幾年,吐槽鋰電池容量沒有像Soc性能、內存容量一樣不停地翻倍增長,已經成為業界固有的調侃,但沒辦法,吐槽歸吐槽,化學電池的技術儲備就在那兒呢。

為了加入Tapic模塊,相比iPhone 6一代,iPhone 6s一代只好在電池體積上做妥協,這樣就不可避免地導致電池容量有減少。

iPhone 7電池體積比iPhone6s更小了,但電池容量反而比iPhone 6還高,鋰電池技術的微小進步給我們帶來了實實在在的好處。

那麼,咱們已經準備了充分論據來回答這一節開頭提到的問題。

  • 3.5mm組件和Lightning組件體積差不多,這兩個組件沒有擠佔過多的手機內部空間,尤其是在5.5+吋的大屏手機里。
  • 3.5mm介面絕對是手機厚度做得更薄的障礙,除非你願意接受某些妥協後的設計。
  • 去掉3.5mm介面後,蘋果是如何優化內部空間的?加大加扁Taptic組件,把剩餘的底部空間留給了喇叭。即用於放喇叭的新空間≈縮小的電池體積+3.5mm介面體積+3.5mm介面和Lightning介面中間空餘部分(此結論已部分失效)。

(二)不好做防水?3.5mm耳機孔絕對不背這個鍋!

我們要先弄清楚,目前的主流手機防水方式,有哪幾種:

1. 結構防水

手機防水不像我們慣常認為的食品包裝那樣簡單:

只要做出個完整的外殼,不讓一滴水漏入就行。

手機必須要有實體按鈕,體現到工業加工上,就是必須要在某個外殼部分打孔,預留出按鈕的位置。

而且手機介面的母頭也會形成孔洞,這為防水設計帶來了很大難題,但即使如此,這些問題都被聰明的工程師解決了。

下面以三星Note7 的內部結構為例,看看3.5mm介面有沒有對手機防水性能造成困擾。

打開Note7的後殼,保護部分做得規整嚴謹

結構防水是手機防水需要做的第一步,它要求手機框架拼接部分越少越好,減輕水對機身裸露縫隙處造成的壓力,防水膠條和密封圈是必要的後備手段。

S-Pen槽的防水膠條

手機零部件很多結合的部分,必須用類似防水膠條的物質做到緊密相連,以做到防止水的入侵。

2. 納米防水

僅靠結構防水是不夠的,防水膠條的防水性能是逐漸伴隨手機的使用年限而下降,如果手機內部PCB板抵擋水滴入侵無力,一旦防水膠條失效,造成的後果是不可估量的。

水滴經過普通的PCB板,會令其瞬間尿崩

在上圖中,實驗人員給我們展示了:

在沒有防水設計的PCB板上,水會迅速順著傾斜的方向滴下。

我們可以想像出手機進水時的圖景——

帶電解質的水滴迅速遍布PCB板的大部分,使PCB版短路,最終使手機報銷。

這個時候,針對電路板的保護就很重要了,它就是納米防水技術。

簡單來講,納米防水工藝就是在PCB板上塗上一層特殊的聚合物,這個塗層很薄,只有數納米,不會使PCB板變厚。

水滴沾上這種塗層會凝結成水珠,不會散開,這樣即使防水膠條滲入了水滴,水滴在手機內部也不會迅速散開。

Note7網狀的揚聲器口採用了這種塗層,水很難進到喇叭里

實驗人員為我們模擬手機進水後的抖動:用鑷子輕敲PCB板,水滴也不會掉落或濺射

針對Note 7內部的3.5mm耳機口組件,三星為它的周圍布置了一圈防水材料。

灰色包裹的膠圈,可以防止 Note 7滲水

3.5mm耳機母孔內部,也鍍有納米防水塗層,但不建議小夥伴們將它浸沒水中,剛拿出來後就插入耳機使用。

周圍的電路板,有納米防水塗層加持~~

這種納米防水塗層遍布 Note 7內部的各種元件表面

結構防水外部設計的極限,就是給數據口和耳機口分別加上防水膠塞。和納米防水綜合應用,一個主外,一個主內,才能達到最好的防水效果。

這種設計不但日常使用不便,而且也不容易做到美觀,時間一長,塞子就鬆了

三星Note7納米材料防水設計做得十分優秀,在結構防水做得足夠嚴謹的同時,在機身內部的部件中引入納米防水設計,這樣可以保證在結構防水失效後,水滴滲入機身,也不會對核心元件造成不良後果。

這層納米塗層,沒有對核心元件的厚度、功能和觀感產生影響。比起S-Pen佔據的機身內部空間和需要布置的防水防護,為3.5mm耳機孔防水做的工作,簡直是小巫見大巫了。


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