手机电路板设计影响音频性能

对PCB布局工程师来说，今天的手机提出了终极挑战。现代手机包含了可携式设备中所能找到的几乎所有子系统，如多种射频模块(包含蜂巢式、短距无线传输)；音频、视讯子系统；专用的应用处理器，以及为因应愈来愈多应用需求而增加的I/O布局，且每一个子系统都有彼此冲突的要求。
　　
要在如此小型的空间中整合如此多复杂的子系统，要考虑的现实情况也包罗万象，除了同为射频子系统间可能产生的干扰外，各个不同子系统间可能由自身运作或是由布线引发的相互干扰、EMI问题等，都考验着手机PCB工程师的专业能力。
　　
一款设计良好的电路板必须能够最大程度地发挥贴装在其上每一颗组件的性能，并避免不同系统间的干扰。因为若各子系统之间产生相互冲突的情况，结果必然导致性能的下降。
　　
今天，尽管手机中音频功能性不断增加，但在电路板设计中，许多注意力仍集中在射频子系统上，音频电路受到的关注往往最少。然而，音频质量，特别是具备高传真音质的特性，已成为影响一款高阶手机能否迅速为市场接受的关键点之一。本文提供了一些建议，有助于确保实现一个布局良好且不牺牲音频质量的电路板。
　　
建议的做法
　　
*慎重考虑布局规划。理想的布局规划应把不同类型的电路划分在不同的区域，以将干扰情况降至最低。上图所示即为一款良好的布局规划。
　　
*尽可能使用差分讯号。具有差分输入的音频组件可以抑制噪声。
　　
*隔离接地电流，避免数字电流增加模拟电路的噪声。
　　
*模拟电路使用星状接地。音讯功率放大器的电流消耗量通常很大，这可能会对它们自己的接地或其他参考接地有不良影响。
　　
*将电路板上未用区域都变成接地层。在讯号线迹附近执行接地覆盖(ground flood)，讯号线中不需要的高频能量可透过电容耦合接到地面。
　　
不建议的做法
　　
*在电路板上使用混合电路。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可能被解调为可听见的噪声。
　　
*电路板上的模拟音频讯号布线太长。太长的模拟音频线迹可能会吸收数字和射频电路的噪声。
　　
*忘记接地回路的重要性。接地不良的系统很可能出现严重失真、噪声、串扰以及射频抗扰能力低等问题。
　　
*中断数字电流的自然回路。这一路径的回路面积最小，可把天线和感应的影响降至最低。


图：*在为手机电路板布局时，应慎重考虑布局规划，理想情况是将不同类型的电路划分在不同的区域以避免干扰。