手機馬達是什么，有哪些分類和特點，工作原理是什么？

手機馬達是什么：手機馬達一般指應用到手機里的振動小馬達，他主要的作用是讓手機產(chǎn)生振動效果；震動效果作為手機操作中提供給用戶的反饋。

手機中的馬達(Engine)分為兩類：轉(zhuǎn)子馬達、線性馬達

轉(zhuǎn)子馬達：

所謂的轉(zhuǎn)子馬達，就類似于四驅(qū)車上見到的那種馬達。和傳統(tǒng)形式馬達的原理相同，利用電磁感應，用電流導致的磁場驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生振動。

轉(zhuǎn)子馬達構(gòu)造圖

• 如圖這種構(gòu)造

• 以往手機振動的方案大都采用轉(zhuǎn)子馬達，雖然轉(zhuǎn)子馬達制作工藝簡單，成本低（供應商給出的價格約1美金左右），但局限性同樣很多。

  例如啟動慢、剎車慢，振動無方向性，這些缺陷會讓用戶在手機震動時明顯感受到“拖泥帶水”，同時還沒有方向性導向（回憶一下以往別人來電時，手機旋轉(zhuǎn)跳躍的情形）。

• 并且轉(zhuǎn)子馬達的體積，尤其是厚度難以控制，而目前智能手機的工藝趨勢是越來越薄，即使經(jīng)過了改良，轉(zhuǎn)子馬達仍然很難滿足手機對空間尺寸的嚴苛要求。

• 轉(zhuǎn)子馬達從結(jié)構(gòu)上也分為普通轉(zhuǎn)子和幣型轉(zhuǎn)子

• 普通轉(zhuǎn)子：

  體積較大，震動手感差，反應慢，本身噪音大

• 幣型轉(zhuǎn)子：

  體積較小，震動手感差，反應慢，震動輕微，噪聲低

具體應用：

普通轉(zhuǎn)子馬達

安卓（小米）：

T0406-11 SMD回流振動電機（轉(zhuǎn)子馬達用于紅米2、紅米3、紅米4高配版）

Z0408-TP-QVIBRATION馬達（轉(zhuǎn)子馬達用戶紅米note2）

部分紅米機器使用的轉(zhuǎn)子馬達

安卓（vivo）：

vivo NEX搭載的轉(zhuǎn)子馬達

幣型轉(zhuǎn)子馬達

OPPO Find X ：

圓形選區(qū)內(nèi)是 OPPO Find X 搭載的幣型轉(zhuǎn)子馬達

IOS（iphone）：

最早iPhone一直使用一種叫做“ERM偏心轉(zhuǎn)子電機”的轉(zhuǎn)子馬達，應用在iphone4代以及4代之前的機型上，并且在蘋果iPhone 4的CDMA版和iPhone 4s上短暫使用了硬幣型的LRA馬達（圓形線性馬達）之后，可能是出于空間的考慮，蘋果在iPhone 5、5c、5s上又換回了ERM馬達。

iPhone 3Gs配備的ERM偏心轉(zhuǎn)子電機

iPhone 4配備的ERM偏心轉(zhuǎn)子電機

iPhone 5配備的ERM偏心轉(zhuǎn)子電機

左邊為iphone5c配備的轉(zhuǎn)子馬達，右側(cè)則是iphone5的轉(zhuǎn)子馬達，從外觀上看，兩者幾乎沒有差別

線性馬達：

線性馬達的工作原理類似于打樁機，線性馬達實際上是一個依靠線性形式運動的彈簧質(zhì)量塊，將電能直接(注意是直接)轉(zhuǎn)換為直線運動機械能的發(fā)動模塊。

線性馬達結(jié)構(gòu)圖

• 線性馬達使用起來給人的感覺是更緊湊，而且更薄更利于手機厚度的控制，也更節(jié)能。

  但是成本相對轉(zhuǎn)子馬達較高。

  　

• 就目前來說，線性馬達主要分兩種：

  橫向線性馬達(XY軸)和圓形線性馬達(Z軸)。

• 簡單來說，如果把手屏幕看作是你目前站立的地面，你是屏幕中的一點，以你自己為原點，以你的左右方向建立X軸，以你的前后方向建立Y軸，以你的上下(抬頭低頭)建立Z軸。

• 橫向線性馬達就是可以推動你不離地的前后左右運動(XY軸)，而（縱向）圓形線性馬達則是可以像地震那樣使你上下振動(Z軸)。

• 圓形線性馬達行程較短，振動力量較弱，持續(xù)時間較短，但相比轉(zhuǎn)子馬達則是提升很多。

• 圓形線性馬達的成本則在5美元左右，橫向線性馬達的單顆成本則在8到10美元之間。

具體應用：

IOS(iphone)：

①圓形線性馬達(Z軸)

iPhone 4的CDMA版和iPhone 4s上短暫使用了硬幣型的LRA馬達（圓形線性馬達）

iphone4s上首次使用的線性馬達（圓形線性馬達）

拆解之后

馬達拆開之后

②橫向線性馬達(XY軸)

初代線性馬達：

在iPhone 6和6 Plus上，蘋果正式開始使用長條形的LRA線性馬達，但在受限于工藝水平，震動感覺上和之前使用的圓形線性馬達還是轉(zhuǎn)子馬達的機型并有十分明顯的差別。

iphone6上的初代線性馬達

拆解之后

iphone6plus上的LRA線性馬達

拆解之后

iphone6plus上的LRA線性馬達工作圖

更成熟的線性馬達：

在iPhone 6s上，我們見到了一個完全不一樣的LRA線性馬達，它上面有蘋果的Logo和它自己的名字——“Taptic Engine”

Taptic Engine是更高成本的方案，并且通過算法讓手機對震動的把控更加優(yōu)秀

iPhone 6s上的Taptic Engine

拆解之后

iPhone 6s上的Taptic Engine震動模擬圖

（動圖，X光下iPhone 6s的Taptic Engine是這么震的）

不僅是iPhone，Apple 的其他生態(tài)鏈產(chǎn)品也用上了Taptic Engine馬達

Apple Watch

拆解之后

2015年發(fā)布的 New MacBook 中，觸摸板應用了 Force Touch 以檢測觸摸板受力狀況，在此基礎上集成了 Taptic Engine 進行觸覺反饋。從下面的拆解圖我們可以看出，蘋果在觸摸板下面布置了四個致動器構(gòu)成的小型陣列，實現(xiàn)了在觸摸板這個小范圍內(nèi)的可控觸覺反饋。從使用效果來看，Taptic Engine 模擬觸摸板按鍵的實際體驗能夠做到以假亂真。

New MacBook 2015

New MacBook 2015

Taptic Engine 在 iPhone7 及以后的機型上的面積更大，iphone7 之后用逼真的效果取代了按壓的 Home 鍵。而開放API之后， iOS 應用也可以通過屏幕震動來提供更豐富的交互了。

iphone7 之后的 Taptic Engine 在來電振動的時候，按 home 鍵一樣能感到 home 鍵的振動，新一代的 Taptic Engine 可以同時模擬了來電和 home 鍵兩種振動，妥妥的 Apple 黑科技。

iPhone 7 的 Taptic Engine 線性馬達

iphone7 取消了耳機孔之后，把多余的空間留給了性能能強，也更大的Taptic Engine 線性馬達

放置位置及大小對比

拆解之后的大小對比

iPhone 8 的 Taptic Engine 線性馬達

iphonex 的 Taptic Engine 線性馬達

iPhone XS MAX 的 Taptic Engine 線性馬達

安卓：

• 在蘋果的帶動之下，線性馬達作為新一代手機用馬達技術逐漸被手機廠商所認可，小米6、一加5等手機在2017年先后搭載線性馬達。

  但是體驗和蘋果的TAPTIC ENGINE模塊還是差遠了。

• 并且目前的絕大部分安卓機型（包括旗艦機型）上應用的是圓形線性馬達。

以下是搭載了圓形線性馬達（Z軸）的部分機型：

上個月新發(fā)布的旗艦小米 9：

圓形選區(qū)內(nèi)是 小米9 搭載的一顆大尺寸圓形線性馬達（Z軸）

華為旗艦 Mate 20 Pro：

圓形選區(qū)內(nèi)是 Mate 20 Pro 搭載的常規(guī)圓形線性馬達（Z軸）

榮耀V20：

圓形選區(qū)內(nèi)是 榮耀V20 搭載的常規(guī)圓形線性馬達（Z軸）

• 以上的圓形線性馬達（Z軸）在震動效果方面毫無疑問是遠遠不如iphone搭載的Taptic Engine 線性馬達的，不過也有異類，魅族在魅族15這款手機上搭載了一款名為mEngine的XY 軸橫向線性馬達。

• 魅族 15 的 mEngine 的物理體積的確非常可觀，和 Taptic Engine 屬于同一個級別。

• 橫向?qū)Ρ鹊脑挘茸?mEngine 的振動體驗明顯優(yōu)于所有同時期的 Android 手機，已經(jīng)非常接近 iPhone 8/8 Plus/X 上用的最新一代 Taptic Engine。

魅族15搭載的 mEngine 橫向線性馬達

mEngine ****圖

對與期望把手機越做越薄的智能手機廠商來說，為振動模塊留出如此大的空間是一件非常奢侈的事情。相比起“塞”一個巨大的振動模塊，安卓 廠商往往更傾向于把這些空間用來放一塊更大容量1的電池，或者是把機身厚度收窄，提升屏占比。

而橫向線性馬達 不僅體積大，成本也高，根據(jù)供應商提供的資料，多數(shù)Android 手機使用的線性馬達成本在 1 美元左右，iPhone 6s 的 Taptic Engine 要 10 美元，iPhone 7/7 Plus以及以上機型則更貴，要 15 美金左右。

因此魅族15上出現(xiàn)的mEngine橫向線性馬達也不過是曇花一現(xiàn)。

最后總結(jié)：

1. 根據(jù)振動原理的不同，目前手機的振動馬達可以分為轉(zhuǎn)子馬達和線性馬達兩種。

2. 無論是轉(zhuǎn)子馬達還是線性馬達震動都是依靠磁力為原理，轉(zhuǎn)子馬達依靠旋轉(zhuǎn)帶動配重震動，線性馬達依靠磁力快速抖動配重來震動。

3. 轉(zhuǎn)子馬達分為普通轉(zhuǎn)子和幣型轉(zhuǎn)子兩種

4. 線性馬達分為縱向線性馬達和橫向線性馬達兩種

5. 轉(zhuǎn)子馬達的優(yōu)勢是價格便宜，線性馬達的優(yōu)勢是性能。

6. 普通的轉(zhuǎn)子馬達達到滿負荷一般需要 10 次振動，線性馬達 1 次就能搞定，線性馬達加速度要比轉(zhuǎn)子馬達大得多。

7. 在性能更優(yōu)異的同時，線性馬達在振動時的噪音也明顯小于轉(zhuǎn)子馬達，可以控制在 40db 以內(nèi)。

8. 線性馬達可以獲得更加干脆（馬達加速度大）、跟手（響應時間短）、安靜（馬達噪音小）的振動體驗。