[讨论] 改善手机音频性能的PCB设计考虑

对于PCB布版工程师，手机提出了终极挑战。现代手机包含了便携式设备中所能找到的几乎所有子系统，且每一个子系统都有彼此冲突的要求。一个设计良好的电路板必须最大限度地发挥连接到它上面的各个器件的性能，并避免多个系统间的干扰。而各子系统不一致的要求必然会导致性能的下降。 尽管手机中音频功能性不断增加，但在电路板设计过程中，音频电路受到的关注往往最少。下文给出了一些建议，有助于确保实现一个布局良好而不牺牲音频质量的电路板。 应该 -谨慎考虑底层规划。理想的底层规划应把不同类型的电路划分在不同的区域。图1所示即为一个很好的底层规划。 -尽可能使用差分信号。带有差分输入的音频器件能够抑制噪声。差分信号中间一般是不能加地线。因为差分信号的应用原理最重要的一点便是利用差分信号间相互耦合所带来的好处，如 磁通量消除 ，抗噪能力等。若在中间加地线，便会破坏耦合效应。差分对的布线有两点要注意，一是两条线的长度要尽量一样长，另一是两线的间距(此间距由差分阻抗决定)要一直保持不变，也就是要保持平行。平行的方式有两种，一种为两条线走在同一走线层(side-by-side)，一种为两条线走在上下相邻两层(over-under)。一般以前者side-by-side实现的方式较多。 -隔离接地电流，以避免数字电流增加模拟电路的噪声。基本上, 将模/数地分割隔离是对的。 要注意的是信号走线尽量不要跨过有分割的地方, 还有不要让电源和信号的回流电流路径变化太大。数模信号走线不能交叉的要求是因为速度稍快的数字信号其返回电流路径会尽量沿着走线的下方附近的地流回数字信号的源头，若数模信号走线交叉，则返回电流所产生的噪声便会出现在模拟电路区域内。 -模拟电路使用星状接地。音频功率放大器的电流消耗量一般很大，这可能会对它们自己的接地或其它参考接地有不良影响。 ·将电路板上未用区域都变成接地面。在信号走线附近实现接地覆盖，以通过电容耦合把信号线中多余的高频能量分流到大地。 图1：较好的手机部件布局 不应该 -在板上使用混合电路。尽管手机的射频区一般都被认为是模拟的，但从射频区耦合到音频电路中的噪声会被解调为能听得到的杂音。 -模拟音频信号布线过长。太长的模拟音频线迹可能会受到数字和射频电路的噪声干扰。 -忘记接地回路的重要性。接地不良的系统会出现严重失真、噪声、串音以及射频抗扰能力低等问题。 -中断数字电流的自然回路。这一路径产生的环路面积最小，可降低天线影响和电感效应。 -忽视了要将旁路电容尽放置在可能接近其要旁路的电源管脚的位置。