超能网|超能课堂:我们的手机,为什么有的“嗡嗡嗡”,有的“哒哒哒“?


“嗡嗡嗡...”“咚咚咚...”“哒哒哒...”
它们都是手机马达发出来的声音 , 至于我为什么用这些熟悉的拟声词写出来 , 并不是为了引战 , 只是加强一下各位的感知而已 。 今天 , 我们就好好理一理这个不起眼的小玩意儿 , 也讲讲为什么手机里面这个不起眼的小元器件 , 能够引起这么大范围的讨(si)论(bi) 。
振动马达 , 据可考证的消息最早出现在寻呼机上 , 用以在某些不方便发出声音的场合通过振动提醒人们有新消息 。 而据考(bai)证(du) , 第一个搭载振动马达的手机则是1989年Moto出品的StarTAC , 手机振动功能的出现似乎远比我们想象的要早 。
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之后 , 随着技术的不断发展 , 又相继出现了我们熟悉的各种马达 。 以我们最熟悉的iPhone为例 , 第一颗Z轴的线性马达就出现在CDMA版本的iPhone4上 。
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图片来源:iFixit随着iPhone5&5s再次回到柱状转子马达后 , 便是我们都很熟悉的Taptic Engine了 , 虽然它并不是第一个X轴线性马达 , 但由于它确实是大众认知的标杆 , 我们便以它为准 。 至于剩下的扁平转子马达 , 我暂未找到第一个使用它的机型 , 不过倒是发现了一篇2010年的拆解帖 , 由此可知扁平转子马达的技术也是相当久远了 。
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前面我们只是简单提到了转子马达以及线性马达 , 它们的全称实际为偏心旋转质量传动器(ERM)和线性谐振执行器(LRA) , 将它们通俗易懂地分类就是如下表格:
在LRA的分类中 , X轴和Z轴指的是配重块的运动方向 , 我们可以通过这张模拟运动图简单了解一下 。
【超能网|超能课堂:我们的手机,为什么有的“嗡嗡嗡”,有的“哒哒哒“?】接下来我们说说原理部分 , 这也是直接导致两种马达手感差异巨大的原因 。
偏心旋转质量传动器(以下简称转子马达)是通过电机驱动偏心块 , 偏心块高速转动产生的惯性力得到激振力 。 再通过手机的中框框架传递到整个手机产生振动 。 为什么我直接说“转子马达”?因为我们所能看到的“普通转子马达”和“扁平转子马达”原理实际上就是一样 , 只不过是把偏心块去掉 , 再通过去掉一组转子上的线圈 , 或者加上一组配重块 , 让转子本身成为一个“偏心块”旋转产生振动 。
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币状转子马达结构图 图源:PrecisionMicrodrives而线性谐振执行器(以下简称线性马达)则是通过线圈通电产生磁场 , 驱动马达中心的永磁配重块 , 在轨道中进行上下或者左右的快速滑动 , 从而产生振动 。 当然 , 还有一种 , 为iPhone6s上采用的穿轴式线性马达 , 配重块在中心固定的轴心上进行运动 , 不过由于长时间使用下的轴心磨损 , 导致振感异常 , 此设计后来被取消 。
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图源:iFixit这样直接的滑动势必会产生摩擦 , 所以从拆解也可以看出 , 线性马达的轨道中都会注入黑色的液体 。 根据我所了解到的信息 , 那个液体并不是简单的润滑油 , 而是液磁 , 主要为内部散热 。
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而Z轴线性马达的原理也是一样 , 只不过将配重块左右方向的运动改成了上下方向既Z轴方向运动 , 所以马达的厚度对于其振感是个较大的影响因素 , 也因此Z轴线性马达的振动是天生不如X轴线性马达的。 市面上也有各种大小的Z轴线性马达 , 这里我们就使用小米8以及三星S10的作一下对比:


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