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。現代手機包含了可攜式設備中所能找到的幾乎所有子系統，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；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，要考慮的現實情況也包羅萬象，除了同為射頻子系統間可能產生的干擾外，各個不同子系統間可能由自身運作或是由布線引發的相互干擾、EMI問題等，都考驗著手機PCB工程師的專業能力。
　　
一款設計良好的電路板必須能夠最大程度地發揮貼裝在其上每一顆組件的性能，并避免不同系統間的干擾。因為若各子系統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
　　
*慎重考慮布局規劃。理想的布局規劃應把不同類型的電路劃分在不同的區域，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。
　　
*將電路板上未用區域都變成接地層。在訊號線跡附近執行接地覆蓋(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。盡管手機的射頻區一般都被認為是模擬的，但從射頻區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。接地不良的系統很可能出現嚴重失真、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，應慎重考慮布局規劃，理想情況是將不同類型的電路劃分在不同的區域以避免干擾。