Hello Moto:手机节电快充增强信号的秘密

  【天极网手机频道】这是摩托罗拉移动全球研发总部实验室报道的第三部分了，在之前的两篇报道中，我们介绍了智能手机研发的机械工程/物理试验室以及音频/系统设计实验室，有兴趣的读者可以查看前面的《Hello Moto:从研发到测试 好手机这样"炼"成》和《Hello Moto:层层测试保证手机最佳语音效果》两篇文章做进一步了解。

  在这一部分，我们将去看看摩托罗拉智能手机的电力以及电磁方面的研发过程。手机必须有电才能运行(这是一句废话)，那就会涉及充放电的问题，放电对于手机的电池续航时间至关重要，而充电则主要是充电时间以及电池寿命。首先我们看看放电，在前面的几项试验中，我们已经可以看到摩托罗拉移动的工程技术人员不断在强调虽然他们在技术上有诸多创新，例如使用了一些特殊的芯片技术等等，但是同时这些芯片的功耗非常低，能够有效地节约电能，保证手机的续航时间。这些细节的一点一滴积累，最终确保了手机足够节能。在摩托罗拉移动的移动计算和无线设计实验室，我们则通过具体的演示看到了节能是如何实现的。

  移动计算和无线设计实验室非常特别，因为其中涉及到很多无线信号方面的测试，这个实验室是需要发生各种无线信号的，由于摩托罗拉移动的这个研发中心处于芝加哥市中心，无线信号如果发射出来会影响到周围环境的信号，因此这个实验室是被铜皮包起来的，即使是玻璃窗中间也带有铁丝网夹层，防止信号外泄，而进入这个实验室也需要经过两道门，先打开一道门，人都进去把门关上以后再打开第二道门，确保信号不泄露。

电路板

  在移动计算和无线设计实验室中，主管Matt Biggerstaff首先向大家展示了Moto最新Moto X，Moto X Pro手机和Moto360智能手表的参考设计主板，这是一块硕大的主板，上面布满了各种元器件，和我们所熟知的手机、智能手表无法联系在一起，而事实上真正的电路都是在这些参考设计大板完成后，再在这个基础上进行进一步的工作。

  Matt Biggerstaff向大家演示了Moto手机电路中一些特殊的控制功耗的设计，其中一个就是Moto Display的特性。智能手机出于节电考虑，其屏幕在不使用的时候是处于黑屏状态的，只有在被点亮或者是有电话的时候才会亮起，而屏幕是手机的用电大户，尤其是随着智能手机的屏幕越来越大，耗电量更是大增，因此如何在屏幕上做好功耗控制对于手机的电池续航时间有着非常重要的意义，而摩托罗拉移动在这块就有自己的Moto Display技术。由于保密原因，Matt Biggerstaff展示的电路并不允许拍摄，其原理是使用了一种特殊的低能量电路结构，并不像传统的设计那样用主处理器来进行显示屏的唤醒，而是用了另外一个路径和一个单独的芯片来控制，这个路径消耗的电量会更低，这是在摩托罗拉的产品上特有的。

色彩各异的Moto手机

  Matt Biggerstaff的演示中，一款三星S5手机使用APP应用，通过手机的主处理器来控制屏幕的唤醒，而Moto手机则使用前面提到的单独电路控制，两者在测试过程中都一会儿闪一会儿灭掉，看起来似乎很相似，但是在功耗测试中的结果显示，其实两者在耗电量上的差别很大，三星手机的耗电量随着屏幕的唤醒和熄灭瞬间功耗非常高，而Moto手机的耗电量则始终保持在一个非常低的水平，Matt Biggerstaff表示这样的设计可以额外增加4个小时的待机时间。

  以上的介绍并不是Moto手机在电路设计上的唯一独到之处，在充电方面，Moto手机有一项快充技术，也是通过特殊的电路设计来达成的，Matt Biggerstaff介绍道，摩托罗拉急速充电技术可以在15分钟之内把电池充到可以够用8个小时，并且他们还在继续研究，以后充得会更快，目标是用户将来不会担心电池没电了，策略是把电池使用时间最大化，充电时间最小化。急速充电的速度是传统充电的两倍。大部分情况下通过这个技术可以在30分钟之内充满一半的电量。

  这项技术的实现并不容易，技术人员首先设计了一种高能量的充电器，这种高能量的充电器和电话内部的设计是匹配在一起的，包括插头、电线、热量的管理，第二个方面本身电话内部充电系统的设计与硬件和软件两个方面。这个内部充电系统可以承受更大的输入电流，还有一个特殊的软件来操控它。这么快速充电，电池和电话本身就会很快地热起来，电池本身的设计也非常的关键，摩托罗拉所有的电池都是可以在高速充电的前提下还不减少电池的寿命。因此这样一项看似小小的功能，实际上背后蕴含了整个手机总体设计方面更高的要求。

快速充电

  决定手机好坏的一个重要因素就是其信号好坏，这个是非常考究手机研发技术的一个因素，而影响手机信号好坏的因素也有很多，例如手机的金属外壳，或者是用户握住手机的姿势等等，而手机信号的好坏会直接影响到电池续航时间。想必大家还记得当年苹果iPhone的“信号门”事件，当用手握住iphone的时候，手机会没有信号，苹果虽然不承认是手机设计的问题，最后还是给每位购买iphone的消费者送了一个手机套，并让大家不要把手机紧握来打电话。

  事实上所有的手机在被握住的时候，其信号接收的能力都会大幅下降，这个问题几乎无解，但是摩托罗拉移动的工程师们却通过一项特殊的技术解决了这个问题，能够让手机在被握住的时候信号接收能力在一定程度上恢复。在摩托罗拉最大的EMC实验室中，我们见到了这项苹果无法解决的难题是如何被克服的，这个EMC室是用作电磁兼容性测试的，这里以前是NBC电视工作室，因而层高较高，使得能够搭建这样的大型EMC室。

实验室图

  摩托罗拉是做通讯的，因此在LTE 4G方面有非常多的积累，很多这方面的标准都是由摩托罗拉帮助建立的，包括运营商用于测试网络的一些设备都是由摩托罗拉进行设计的，我们在现场就见到了一个体积非常小的测试工具。基于对通讯网络技术的了解，摩托罗拉移动在手机上设计了一种叫做“动态天线调节”的技术，是内部有一种结构可以自动探测到用户的手，手在抓着电话的时候它就可以探测到，根据探测到的信息来调节天线。

芯片介绍

  在现场，摩托罗拉移动负责天线设计的美女工程师Katy Coles用两个手机做了演示，一个是功能开启，另一个则没有，当两个手机都是平放着的时候，在屏幕上看到的辐射能量的图表是平稳的，当把手放到没有开启动态天线调节功能的手机上时可以看到辐射的能量降低了，把手移开的时候能量又恢复到原来的水平。

信号图

  当把手放到开启动态天线调节功能的手机上时，可以看到其辐射能量水平也出现了下降，但是即使手机被握住很快也能恢复一半的强度，同样当把手移开的时候，辐射的能量又回到了最初的水平。据Katy Coles介绍这项动态天线调节技术可以让有这项技术的电话在被握住的时候，辐射能量比没有这项技术的多3到6dB，3到6DB就意味着在同样的基站发出来的同样大小的信号，有这项功能的手机可以在两倍远的距离接收到同样的信号，更快的数据传输速度和更长的电池使用时间。非常神奇的一项技术，无法想象手机是如何判断是否被握住，然后还能自动调整天线来保证信号强度的恢复。

信号测试

手握手机信号变化

  电路设计是一项非常专业的技术，在现在手机芯片集成度越来越高的情况下，不少厂商都会选择使用芯片厂商提供的参考设计来设计自己的手机电路，以简化手机研发的过程，这样很大程度上无法提供一些个性化的独特设计来满足用户更好的使用需求或者是达到特殊的效果，例如本文提到的屏幕唤醒、快速充电和动态天线调节技术等能够让手机的电量更加持久、充电更加快速和信号更好，这些都能够给手机带来更好的使用体验。而这些，正是摩托罗拉移动在技术方面的独门秘籍，这也是Moto手机工程师文化的一种很好的体现。

摩托罗拉的工程师

  在随后发布的最后一章，我们会向大家展示Moto手机的定制化服务“Moto Maker”是如何实现的，Moto手机是如何让竹子、木头和皮革等材料成为手机的外壳，并且拥有各种时尚个性的颜色，甚至手机外壳的触感是如何实现的，而随着Moto手机被联想带回中国，这项服务也会随着Moto手机的上市而逐步回到中国，中国用户也能够享受到独一无二的个性化定制服务。敬请期待。