手機(jī)電路板設(shè)計(jì)影響音頻性能

對(duì)PCB布局工程師來(lái)說(shuō)，今天的手機(jī)提出了終極挑戰(zhàn)。現(xiàn)代手機(jī)包含了可攜式設(shè)備中所能找到的幾乎所有子系統(tǒng)，如多種射頻模塊(包含蜂巢式、短距無(wú)線傳輸)；音頻、視訊子系統(tǒng)；專用的應(yīng)用處理器，以及為因應(yīng)愈來(lái)愈多應(yīng)用需求而增加的I/O布局，且每一個(gè)子系統(tǒng)都有彼此沖突的要求。
　　
要在如此小型的空間中整合如此多復(fù)雜的子系統(tǒng)，要考慮的現(xiàn)實(shí)情況也包羅萬(wàn)象，除了同為射頻子系統(tǒng)間可能產(chǎn)生的干擾外，各個(gè)不同子系統(tǒng)間可能由自身運(yùn)作或是由布線引發(fā)的相互干擾、EMI問(wèn)題等，都考驗(yàn)著手機(jī)PCB工程師的專業(yè)能力。
　　
一款設(shè)計(jì)良好的電路板必須能夠最大程度地發(fā)揮貼裝在其上每一顆組件的性能，并避免不同系統(tǒng)間的干擾。因?yàn)槿舾髯酉到y(tǒng)之間產(chǎn)生相互沖突的情況，結(jié)果必然導(dǎo)致性能的下降。
　　
今天，盡管手機(jī)中音頻功能性不斷增加，但在電路板設(shè)計(jì)中，許多注意力仍集中在射頻子系統(tǒng)上，音頻電路受到的關(guān)注往往最少。然而，音頻質(zhì)量，特別是具備高傳真音質(zhì)的特性，已成為影響一款高階手機(jī)能否迅速為市場(chǎng)接受的關(guān)鍵點(diǎn)之一。本文提供了一些建議，有助于確保實(shí)現(xiàn)一個(gè)布局良好且不犧牲音頻質(zhì)量的電路板。
　　
建議的做法
　　
*慎重考慮布局規(guī)劃。理想的布局規(guī)劃應(yīng)把不同類型的電路劃分在不同的區(qū)域，以將干擾情況降至最低。上圖所示即為一款良好的布局規(guī)劃。
　　
*盡可能使用差分訊號(hào)。具有差分輸入的音頻組件可以抑制噪聲。
　　
*隔離接地電流，避免數(shù)字電流增加模擬電路的噪聲。
　　
*模擬電路使用星狀接地。音訊功率放大器的電流消耗量通常很大，這可能會(huì)對(duì)它們自己的接地或其他參考接地有不良影響。
　　
*將電路板上未用區(qū)域都變成接地層。在訊號(hào)線跡附近執(zhí)行接地覆蓋(ground flood)，訊號(hào)線中不需要的高頻能量可透過(guò)電容耦合接到地面。
　　
不建議的做法
　　
*在電路板上使用混合電路。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可能被解調(diào)為可聽(tīng)見(jiàn)的噪聲。
　　
*電路板上的模擬音頻訊號(hào)布線太長(zhǎng)。太長(zhǎng)的模擬音頻線跡可能會(huì)吸收數(shù)字和射頻電路的噪聲。
　　
*忘記接地回路的重要性。接地不良的系統(tǒng)很可能出現(xiàn)嚴(yán)重失真、噪聲、串?dāng)_以及射頻抗擾能力低等問(wèn)題。
　　
*中斷數(shù)字電流的自然回路。這一路徑的回路面積最小，可把天線和感應(yīng)的影響降至最低。


圖：*在為手機(jī)電路板布局時(shí)，應(yīng)慎重考慮布局規(guī)劃，理想情況是將不同類型的電路劃分在不同的區(qū)域以避免干擾。