深入拆解 - IKEA-Sonos Symfonisk音箱灯

我们很高兴开启一系列设备拆解之旅，探索各种设备的内部工作原理。本次拆解重点是第一代IKEA-SONOS SYMFONISK音箱灯，揭示其迷人的内部结构。

请注意，由于前期测试，某些螺丝、电线和组件已暂时从设备中移除，可能不会出现在本次分析中。但为了本次拆解，我们已精心将SYMFONISK重新组装至近似原始状态。

SYMFONISK系列于2019年推出，代表了IKEA与SONOS的卓越合作，产生了一系列创新设备。

外壳结构

在我们当前的检查中，我们专注于一个灯架，其特色是一个卓越的智能/WiFi扬声器，巧妙设计有合成布网罩。这个可拆卸和可清洗的防尘罩既实用又美观，如下所示：

当轻轻提起防尘罩时，它露出了圆柱形塑料外壳，巧妙设计有穿孔以促进声音传输。

一旦移除圆柱形塑料盖，一个令人愉悦的景象等待着我们：一个扬声器单元，装饰有光滑的金属网罩，让人联想到备受赞誉的SONOS ONE扬声器的精致设计。

移除光滑的金属网罩后，一个令人愉悦的景象等待着我们：一对优雅的扬声器优雅地定位在圆形塑料底板上。一个是迷人的较小高音扬声器，另一个是较大的中低音扬声器。

仔细拆卸灯架、塑料底板和后壳后，一个迷人的视图展现在我们面前——电路板，专业地安装在后表面。

电路板使用T10 Torx螺栓牢固地附着在后壳上。

WiFi天线

为了实现最佳无线连接，两个WiFi天线战略性地定位在上前角，扬声器上方。这些天线内部由SONOS标记为SON 105-00121和SON 105-00122。

电源插座/电缆

Wellshin电源插座的设计与广泛使用的IEC 60320-1 (C8)配置非常相似。这种特定配置，称为IEC 60320-1 (C8)设备入口，螺丝类型，通常额定最大电流为2.5A。

主电路板上侧

主电路板由几个功能块组成，从左下角开始顺时针排列。这些块如下：

• 电源连接器：此连接器允许板连接到交流电源。
• 电源保护：此块提供保护机制，以保护板免受电源波动或浪涌的影响。
• EMI/RFI滤波器：EMI（电磁干扰）/RFI（射频干扰）滤波器过滤掉来自交流电源输入的任何不需要的电磁噪声。
• 反激转换器电路：SYMFONISK采用这种开关模式电源（SMPS）拓扑，使用变压器作为互耦电感器，在电流通过时存储能量，并在电源移除时释放能量。这是一种低成本设计，适用于低于150瓦的低功率设备的AC-DC转换。
• 降压转换器：将反激转换器的输出电压降至稳定和调节的电压（3.3V），供大部分电路使用。
• 音频：此块处理板上的音频处理和功能。
• 屏蔽外壳：屏蔽外壳容纳重要组件，如以太网收发器、处理器（带有热垫）和内存。处理器作为产生最多热量的组件，利用热垫将多余热量传递到屏蔽外壳以实现高效冷却。
• PCI-E无线卡：此卡通过PCI Express接口为板提供无线连接能力。

主电路板下侧

要访问SYMFONISK后壳内的主电路板，我们需要移除六个Torx T10安装螺丝。一旦移除，我们可以轻松取出板。

检查主电路板的下侧，我们可以识别几个重要的功能块。让我们从左下角开始顺时针顺序浏览它们：

• 网络隔离变压器：位于以太网端口附近，此组件确保网络和电路板之间的适当电气隔离。
• 带热垫的屏蔽外壳：此外壳容纳另一个内存芯片，并配备热垫。热垫作为导管，高效地将热量从电路板传递到SYMFONISK外壳。
• D类音频放大器：此块处理音频放大，为SYMFONISK提供高质量声音输出。
• 反激转换器电路：与板上侧的其他组件一起，此部分的组件管理设备电源的AC-DC转换，确保稳定可靠的运行。

电源 - 保护

现在，让我们检查主电路板的左侧。

在这一侧，我们观察到一个白色的2针连接器，设计用于电源电缆。此连接器有一个键控机制，确保电缆只能以正确方向插入。此外，有一个方便的小侧凸起，使电源电缆连接器能够安全地锁入位置。

紧接着电源连接器，你会发现一个由Littlelfuse Wickmann提供的2A 250V延时保险丝。

旁边是一个来自SCK系列的绿色NTC热敏电阻。此热敏电阻在浪涌电流保护中起关键作用。具体来说，当设备通电时，NTC热敏电阻由于其高电阻限制初始电流冲击。在通电期间加热时，其电阻降至室温值的百分之几，与使用固定电阻相比，有效最小化功率损失。

下一个组件，覆盖在光滑的黑色热缩管中，是一个S14 K300 TVR压敏电阻。此组件在提供瞬态电压保护中起关键作用。简单来说，当电涌超过特定电压（称为压敏电压）发生时，压敏电阻 acts 抑制多余电压并保护电路。

电源 - EMI/RFI滤波

SYMFONISK配备了一个AC线路滤波器，跟随保护电路，以有效减少电磁干扰（EMI）和射频干扰（RFI）。此滤波器由一个共模电感器和一对X2电容器组成。

AC线路滤波器由三个Y电容器组成。

此设置中的主要滤波器由一个由Nippon Chemi-Con制造的高容量电解电容器组成。此电容器的电容为100uF，电压额定值为400V。

电源 - 反激变压器

电路中的变压器采用Infineon Cool MOS功率晶体管作为其开关。

板载变压器确保PWM反激控制器的输出与印刷电路板（PCB）的其余部分隔离。

变压器的输出使用一对Nippon Chemi-Con KYB系列电解电容器进行滤波，电容为2200uF，电压额定值为35V。

电源 - TPS54335A降压（Buck）转换器

下面，你会发现一个由Texas Instruments（TPS54335A）制造的降压转换器，负责调节供应给电路其余组件的电压。

它通过降低反激转换器的输出电压，并为设备的其余部分提供调节的3.3V电压轨来实现这一点。

音频 - PCM5101A音频DAC

Texas Instruments PCM5101A音频DAC用于将数字源转换为模拟声音输出。

最后值得注意的音频组件是四个电感器。这些电感器对于滤波数字功率放大器的输出至关重要。

金属外壳（顶部）

打开金属外壳后，可以找到以下组件：

内存 - NT5CC128M16JR-EK 2Gb DDR3 SDRAM

下面是一个来自Nanya（NT5CC128M16JR-EK）的2Gb DDR3 SDRAM的图像。它充当设备的易失性内存。它允许嵌入式操作系统（OS）和所需应用程序快速读/写访问，以加载和执行。

电源 - PAM2310降压（Buck）转换器

下面的图像描绘了一个来自DIODES（PAM2310）的DC-DC降压转换器。它用于为ARM处理器提供专用电压轨。它取调节的3.3V并将其降至调节的1.4V以供ARM处理器操作。

电源 - NCP303电压监控器复位IC

下面显示的图像展示了一个来自ON Semiconductor（NCP303）的电压监控器复位IC。它用于帮助处理器从低电压事件或电源中断中恢复。

处理器 - MCIMX6X2EVN10AC ARM Cortex A9 + M4

下面的图像是MCIMX6X2EVN10AC，一个NXP ARM双核Cortex A9 + M4处理器。此处理器为SYMFONISK供电，并运行设备的内核操作系统，支持各种功能和特性。

此石英晶体充当双核处理器的振荡器。

Apple - 配件认证IC（3959）

下面是认证协处理器。一个由Apple专有的组件，标识为APN337S3959 / MFI337S3959。此专用协处理器专门管理认证过程并促进与Apple设备的无缝连接。

温度 - TMP100数字温度传感器

SYMFONISK的内部温度使用来自Texas Instruments（TMP100）的I2C数字温度传感器进行监控。它提供±1°C的典型精度，温度范围为−55°C至125°C。

由于其放置在ARM处理器旁边，温度传感器监控SYMFONISK最热的组件之一，以确保智能扬声器在最佳条件下运行。

以太网 - 78Q2133 10/100BASE收发器

接下来我们找到一个来自MAXIM（78Q2133）的10BASE-T/100BASE-TX快速以太网收发器。如果SYMFONISK未通过WiFi连接，可以通过此IC实现物理LAN连接。

如下所示，一个25MHz晶体用作10BASE-T/100BASE-TX快速以太网收发器的时钟参考。

以太网 - H1601AE网络隔离变压器

移除SYMFONISK的后壳后，我们可以轻松定位主电路板。在板上的RJ45 LAN连接器旁边，有Mentech MNC H1601AE网络隔离变压器。此关键组件有两个关键功能：隔离LAN线路接地连接以消除接地环路，并抑制可能存在于LAN源上的高频噪声。

内存 - MT29F2G08ABAEAWP-ITE 2Gb NAND闪存

位于印刷电路板此部分的下屏蔽外壳内的是一个Micron MT29F2G08ABAEAWP-ITE 2Gb x8, x16 NAND闪存。此非易失性内存充当嵌入式OS、应用程序及其配置的离线存储。

音频 - TPA3116D2 D类音频放大器

在金属外壳旁边，我们找到来自Texas Instruments的TPA3116D2 50-W无滤波器D类立体声放大器系列。此组件放大来自DAC的模拟音频信号，并驱动扬声器产生SYMFONISK闻名的标志性高质量声音。

电源 - 反激二极管

在共模电感器的另一侧，我们有一对反激二极管，它们在管理高压瞬态中起关键作用。这些瞬态发生在供应电流通过电感器时经历突然变化时——通常在SYMFONISK设备的通电或断电周期期间。反激二极管高效地转移这些电压尖峰以保护电路免受潜在损坏。

电源 - DF08S整流桥

接下来我们找到一个来自ON Semiconductor的DF08S整流桥。其功能是将来自输入电源的交流电（AC）转换为直流电（DC）。

电源 - RT7781 PWM反激控制器

一个PWM反激控制器电路，利用Richtek RT7781，将AC整流电源转换为板上组件所需的DC电压水平，例如降压（buck）转换器。

电源 - EL817光耦合器

一个来自Everlight（EL817）的光耦合器用于向PWM反激控制器电路提供反馈。

电源 - 反激二极管

这两个组件充当反激二极管。它们位于PWM反激控制器的输出处，就在变压器输入之前。反激二极管对于管理电压尖峰和确保更平稳的操作至关重要。

未填充连接器

主电路板在其下侧U15处有一个Micro USB连接器。此规定允许轻松连接和数据传输。

一个额外的4针带状连接器，位于J6，作为SPI/UART的规定。这些信号可用于故障排除或逆向工程目的，允许更大的灵活性和易访问性。

未填充集成电路（IC）

此板包含两个未安装的IC足迹。第一个，U511，是一个40针QFN IC，位于板下侧的金属外壳中。第二个，U512，是一个24针QFN IC，位于板上侧的金属外壳中。

结论

这就是本次拆解的总结！电路设计令人耳目一新，深思熟虑。从实现低成本但备受推崇的反激电路用于电源，到高质量的音频放大器滤波器，使这款Symfonisk扬声器能够产生Sonos闻名的卓越音质。

电路板也以顺序流逻辑布局，最小化板上功能块之间的干扰。

而Symfonisk的整体巧妙组装有效地将产生的热量散发到铝壳后部，远离前部的扬声器。这最小化了热量对扬声器磁铁的退化。

我希望您享受阅读关于IKEA-Sonos Symfonisk音箱灯内部复杂性的内容，就像我享受发现和解码它们一样。