手機電路板設計影響音頻性能

對PCB布局工程師來說，今天的手機提出了終極挑戰(zhàn)。現(xiàn)代手機包含了可攜式設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、短距無線傳輸)；音頻、視訊子系統(tǒng)；專用的應用處理器，以及為因應愈來愈多應用需求而增加的I/O布局，且每一個子系統(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雜的子系統(tǒng)，要考慮的現(xiàn)實情況也包羅萬象，除了同為射頻子系統(tǒng)間可能產生的干擾外，各個不同子系統(tǒng)間可能由自身運作或是由布線引發(fā)的相互干擾、EMI問題等，都考驗著手機PCB工程師的專業(yè)能力。
　　
一款設計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。因為若各子系統(tǒng)之間產生相互沖突的情況，結果必然導致性能的下降。
　　
今天，盡管手機中音頻功能性不斷增加，但在電路板設計中，許多注意力仍集中在射頻子系統(tǒng)上，音頻電路受到的關注往往最少。然而，音頻質量，特別是具備高傳真音質的特性，已成為影響一款高階手機能否迅速為市場接受的關鍵點之一。本文提供了一些建議，有助于確保實現(xiàn)一個布局良好且不犧牲音頻質量的電路板。
　　
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。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，這可能會對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。在訊號線跡附近執(zhí)行接地覆蓋(ground flood)，訊號線中不需要的高頻能量可透過電容耦合接到地面。
　　
不建議的做法
　　
*在電路板上使用混合電路。盡管手機的射頻區(qū)一般都被認為是模擬的，但從射頻區(qū)耦合到音頻電路中的噪聲可能被解調為可聽見的噪聲。
　　
*電路板上的模擬音頻訊號布線太長。太長的模擬音頻線跡可能會吸收數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)嚴重失真、噪聲、串擾以及射頻抗擾能力低等問題。
　　
*中斷數字電流的自然回路。這一路徑的回路面積最小，可把天線和感應的影響降至最低。


圖：*在為手機電路板布局時，應慎重考慮布局規(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。