如何通過布線改善手機(jī)的音頻性能
[導(dǎo)讀]盡管手機(jī)中音頻功能性不斷增加，但在電路板設(shè)計(jì)過程中，音頻電路受到的關(guān)注往往最少。本文給出了一些建議，有助于確保實(shí)現(xiàn)一個(gè)布局良好而不犧牲音頻質(zhì)量的電路板。
對(duì)于PCB布版工程師，手機(jī)提出了終極挑戰(zhàn)?，F(xiàn)代手機(jī)包含了便攜式設(shè)備中所能找到的幾乎所有子系統(tǒng)，且每一個(gè)子系統(tǒng)都有彼此沖突的要求。一個(gè)設(shè)計(jì)良好的電路板必須最大限度地發(fā)揮連接到它上面的各個(gè)器件的性能，并避免多個(gè)系統(tǒng)間的干擾。而各子系統(tǒng)不一致的要求必然會(huì)導(dǎo)致性能的下降。
盡管手機(jī)中音頻功能性不斷增加，但在電路板設(shè)計(jì)過程中，音頻電路受到的關(guān)注往往最少。下文給出了一些建議，有助于確保實(shí)現(xiàn)一個(gè)布局良好而不犧牲音頻質(zhì)量的電路板。
應(yīng)該
-謹(jǐn)慎考慮底層規(guī)劃。理想的底層規(guī)劃應(yīng)把不同類型的電路劃分在不同的區(qū)域。圖1所示即為一個(gè)很好的底層規(guī)劃。
-盡可能使用差分信號(hào)。帶有差分輸入的音頻器件能夠抑制噪聲。差分信號(hào)中間一般是不能加地線。因?yàn)椴罘中盘?hào)的應(yīng)用原理最重要的一點(diǎn)便是利用差分信號(hào)間相互耦合所帶來的好處，如 磁通量消除 ，抗噪能力等。若在中間加地線，便會(huì)破壞耦合效應(yīng)。差分對(duì)的布線有兩點(diǎn)要注意，一是兩條線的長度要盡量一樣長，另一是兩線的間距(此間距由差分阻抗決定)要一直保持不變，也就是要保持平行。平行的方式有兩種，一種為兩條線走在同一走線層(side-by-side)，一種為兩條線走在上下相鄰兩層(over-under)。一般以前者side-by-side實(shí)現(xiàn)的方式較多。
-隔離接地電流，以避免數(shù)字電流增加模擬電路的噪聲?；旧? 將模/數(shù)地分割隔離是對(duì)的。 要注意的是信號(hào)走線盡量不要跨過有分割的地方, 還有不要讓電源和信號(hào)的回流電流路徑變化太大。數(shù)模信號(hào)走線不能交叉的要求是因?yàn)樗俣壬钥斓臄?shù)字信號(hào)其返回電流路徑會(huì)盡量沿著走線的下方附近的地流回?cái)?shù)字信號(hào)的源頭，若數(shù)模信號(hào)走線交叉，則返回電流所產(chǎn)生的噪聲便會(huì)出現(xiàn)在模擬電路區(qū)域內(nèi)。
-模擬電路使用星狀接地。音頻功率放大器的電流消耗量一般很大，這可能會(huì)對(duì)它們自己的接地或其它參考接地有不良影響。
•將電路板上未用區(qū)域都變成接地面。在信號(hào)走線附近實(shí)現(xiàn)接地覆蓋，以通過電容耦合把信號(hào)線中多余的高頻能量分流到大地。
圖1：較好的手機(jī)部件布局
不應(yīng)該
-在板上使用混合電路。盡管手機(jī)的射頻區(qū)一般都被認(rèn)為是模擬的，但從射頻區(qū)耦合到音頻電路中的噪聲會(huì)被解調(diào)為能聽得到的雜音。
-模擬音頻信號(hào)布線過長。太長的模擬音頻線跡可能會(huì)受到數(shù)字和射頻電路的噪聲干擾。
-忘記接地回路的重要性。接地不良的系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重失真、噪聲、串音以及射頻抗擾能力低等問題。
-中斷數(shù)字電流的自然回路。這一路徑產(chǎn)生的環(huán)路面積最小，可降低天線影響和電感效應(yīng)。
-忽視了要將旁路電容盡放置在可能接近其要旁路的電源管腳的位置。
盡管手機(jī)中音頻功能性不斷增加，但在電路板設(shè)計(jì)過程中，音頻電路受到的關(guān)注往往最少。下文給出了一些建議，有助于確保實(shí)現(xiàn)一個(gè)布局良好而不犧牲音頻質(zhì)量的電路板。
應(yīng)該
-謹(jǐn)慎考慮底層規(guī)劃。理想的底層規(guī)劃應(yīng)把不同類型的電路劃分在不同的區(qū)域。圖1所示即為一個(gè)很好的底層規(guī)劃。
-盡可能使用差分信號(hào)。帶有差分輸入的音頻器件能夠抑制噪聲。差分信號(hào)中間一般是不能加地線。因?yàn)椴罘中盘?hào)的應(yīng)用原理最重要的一點(diǎn)便是利用差分信號(hào)間相互耦合所帶來的好處，如 磁通量消除 ，抗噪能力等。若在中間加地線，便會(huì)破壞耦合效應(yīng)。差分對(duì)的布線有兩點(diǎn)要注意，一是兩條線的長度要盡量一樣長，另一是兩線的間距(此間距由差分阻抗決定)要一直保持不變，也就是要保持平行。平行的方式有兩種，一種為兩條線走在同一走線層(side-by-side)，一種為兩條線走在上下相鄰兩層(over-under)。一般以前者side-by-side實(shí)現(xiàn)的方式較多。
-隔離接地電流，以避免數(shù)字電流增加模擬電路的噪聲?；旧? 將模/數(shù)地分割隔離是對(duì)的。 要注意的是信號(hào)走線盡量不要跨過有分割的地方, 還有不要讓電源和信號(hào)的回流電流路徑變化太大。數(shù)模信號(hào)走線不能交叉的要求是因?yàn)樗俣壬钥斓臄?shù)字信號(hào)其返回電流路徑會(huì)盡量沿著走線的下方附近的地流回?cái)?shù)字信號(hào)的源頭，若數(shù)模信號(hào)走線交叉，則返回電流所產(chǎn)生的噪聲便會(huì)出現(xiàn)在模擬電路區(qū)域內(nèi)。
-模擬電路使用星狀接地。音頻功率放大器的電流消耗量一般很大，這可能會(huì)對(duì)它們自己的接地或其它參考接地有不良影響。
•將電路板上未用區(qū)域都變成接地面。在信號(hào)走線附近實(shí)現(xiàn)接地覆蓋，以通過電容耦合把信號(hào)線中多余的高頻能量分流到大地。
圖1：較好的手機(jī)部件布局
不應(yīng)該
-在板上使用混合電路。盡管手機(jī)的射頻區(qū)一般都被認(rèn)為是模擬的，但從射頻區(qū)耦合到音頻電路中的噪聲會(huì)被解調(diào)為能聽得到的雜音。
-模擬音頻信號(hào)布線過長。太長的模擬音頻線跡可能會(huì)受到數(shù)字和射頻電路的噪聲干擾。
-忘記接地回路的重要性。接地不良的系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重失真、噪聲、串音以及射頻抗擾能力低等問題。
-中斷數(shù)字電流的自然回路。這一路徑產(chǎn)生的環(huán)路面積最小，可降低天線影響和電感效應(yīng)。
-忽視了要將旁路電容盡放置在可能接近其要旁路的電源管腳的位置。
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