Rancangan Elektronik - Kabel PCB meningkatkan kualiti bunyi telefon sel

perkenalan

Telefon bimbit adalah cabaran terbaik yang dihadapi oleh jurutera kabel PCB. Telefon sel modern mengandungi hampir semua subsistem yang boleh dibawa, dan setiap subsistem mempunyai keperluan yang berkonflik. PCB yang direka dengan sempurna mesti memberikan permainan penuh kepada keuntungan prestasi setiap peranti tersambung sambil menghindari gangguan antara subsistem. Oleh itu, prestasi setiap subsistem mesti dikompromikan untuk keperluan yang berkonflik. Walaupun kemampuan audio telefon sel terus meningkat, sedikit perhatian telah diberikan kepada bentangan PCB sirkuit audio.

Bentangan komponen

Langkah pertama dalam mana-mana rekaan PCB adalah tentu saja untuk memilih kedudukan PCB bagi setiap komponen. Kita panggil langkah ini "pertimbangan kawat". Bentangan komponen berhati-hati boleh mengurangi sambungan isyarat, segmen wayar tanah, sambungan bunyi, dan mengambil kawasan papan sirkuit.

Telefon bimbit mengandungi litar digital dan litar analog. Untuk mencegah bunyi digital daripada mengganggu sirkuit analog sensitif, mereka mesti dipisahkan. Pembahagian PCB ke kawasan digital dan analog membantu memperbaiki bentangan sirkuit tersebut.

Walaupun bahagian RF telefon sel biasanya dianggap sebagai sirkuit analog, masalah biasa yang perlu diperhatikan dalam ramai rancangan adalah bunyi RF. Ia diperlukan untuk mencegah bunyi RF daripada menyambung ke sirkuit audio dan menghasilkan bunyi bunyi selepas demodulasi. Untuk menyelesaikan masalah ini, perlu memisahkan litar RF dan litar audio sebanyak mungkin.

Selepas membahagi PCB ke kawasan analog, digital, dan RF, bentangan komponen bahagian analog perlu dipertimbangkan. Bentangan komponen seharusnya membuat laluan isyarat audio yang paling pendek, dan penambah audio seharusnya diletakkan sebanyak yang mungkin dengan jack headphone dan speaker untuk minimumkan radiasi EMI bagi penambah audio Kelas D dan bunyi sambungan isyarat headphone. Sumber isyarat audio analog mesti hampir mungkin ke hujung input penyampai audio untuk minimumkan bunyi sambungan input. Semua petunjuk input adalah antena bagi isyarat RF, dan pendekatan panjang petunjuk membantu mengurangkan kesan radiasi antena band frekuensi yang sepadan.

Ditanamkan

Untuk sirkuit audio, grounding adalah kritikal sama ada ia boleh memenuhi keperluan prestasi sistem audio. Pemasangan tidak masuk akal mengarah kepada gangguan isyarat yang lebih besar, bunyi tinggi, gangguan kuat, dan kekurangan kemampuan penghalang RF. Ia sukar bagi desainer PCB untuk melaburkan banyak masa dalam bentangan wayar tanah, tetapi bentangan wayar tanah berhati-hati boleh menghindari banyak masalah yang duri.

Terdapat dua pertimbangan penting untuk mendarat dalam mana-mana sistem: pertama ia adalah laluan kembali semasa mengalir melalui peranti, dan kedua ia adalah potensi rujukan sirkuit digital dan analog. Ia mungkin kelihatan mudah untuk memastikan bahawa tekanan di mana-mana titik wayar tanah adalah sama, tetapi ia sebenarnya mustahil. Semua petunjuk mempunyai impedance, dan selama ada arus mengalir melalui wayar tanah, titik tekanan yang sepadan akan dijana. Sirkuit juga memimpin bentuk induktan, yang bermakna bahawa semasa mengalir dari bateri ke muatan dan kemudian kembali ke bateri. Terdapat inductans tertentu di seluruh laluan semasa. Apabila bekerja pada frekuensi yang lebih tinggi, induktan akan meningkatkan impedance tanah.

Cipta bentangan wayar tanah terbaik untuk sistem tertentu bukanlah mudah. Ini adalah peraturan umum yang berlaku pada semua sistem.

1. Tubuhkan pesawat tanah terus menerus untuk sirkuit digital

Semasa digital pesawat tanah mengembalikan melalui laluan isyarat, dan kawasan loop patut disimpan ke minimum untuk mengurangi kesan antena dan induksi parasit. Pastikan semua petunjuk isyarat digital mempunyai laluan tanah yang sepadan. Lapisan ini patut meliputi kawasan yang sama dengan isyarat digital yang memimpin, dengan sebanyak mungkin titik putus. Titik hentian di tanah, termasuk vias, akan menyebabkan arus tanah mengalir melalui loop yang lebih besar, dengan itu menghasilkan radiasi dan bunyi yang lebih besar.

2. Guarantee ground galvanic isolation

Semasa tanah sirkuit digital dan sirkuit analog patut disita untuk mencegah semasa digital mengganggu sirkuit analog. Untuk mencapai tujuan ini, komponen perlu diatur dengan betul. Jika sirkuit analog diatur dalam satu kawasan PCB dan sirkuit digital diatur dalam kawasan lain, arus tanah akan diizoli secara alami. Lebih baik untuk mempunyai lapisan PCB independen untuk sirkuit analog.

3. Sirkuit analog mengadopsi pendaratan bintang

Pemasangan bintang menganggap satu titik PCB sebagai titik pemasangan umum, dan hanya titik ini dianggap sebagai potensi tanah. Dalam telefon sel, terminal tanah bateri biasanya digunakan sebagai titik dasar bintang. Semasa mengalir ke dalam pesawat tanah tidak akan hilang secara automatik. Semua arus tanah akan mengalir ke titik tanah ini.

Penampilkan audio menyerap sejumlah besar semasa, yang akan mempengaruhi tanah rujukan sirkuit sendiri dan tanah rujukan sistem lain. Untuk menyelesaikan masalah ini, ia adalah terbaik untuk menyediakan gelung kembalian dedikasi untuk jembatan tanah kuasa amplifier dan gelung tanah jack headphone. Perhatikan bahawa loop dedikasi ini tidak menyeberangi garis isyarat digital, kerana ia akan menghalangi semasa digital kembali.

4. Maksimumkan kesan kondensator bypass

Hampir semua peranti memerlukan kondensator bypass untuk menyediakan aliran sementara yang bekalan kuasa tidak dapat menyediakan. Kondensator ini perlu ditempatkan sebanyak mungkin kepada pin bekalan kuasa untuk mengurangi indunan parasit antara pin kondensator dan peranti. Induksi akan mengurangkan kesan kapasitor bypass. Selain itu, kondensator mesti mempunyai impedance tanah rendah, dengan itu mengurangi impedance frekuensi tinggi kondensator. Pin pendaratan kondensator patut disambung secara langsung ke lapisan sambungan, dan tidak melewati petunjuk ke tanah.

5. Letakkan tembaga pada semua kawasan PCB yang tidak digunakan sebagai lapisan tanah

Apabila dua potongan foil tembaga dekat satu sama lain, ada kapasitas sambungan kecil di antara keduanya. Letakkan wayar tanah dekat wayar isyarat, dan bunyi frekuensi tinggi pada wayar isyarat akan dikunci ke tanah.

dalam kesimpulan

PCB yang direka dengan baik adalah tugas yang memakan masa dan mencabar, tetapi pelaburan memang berharga. Bentangan PCB yang baik boleh membantu mengurangi bunyi sistem, meningkatkan penahanan isyarat RF, dan mengurangi penyelesaian isyarat. Rancangan PCB yang baik juga akan meningkatkan prestasi EMI dan mungkin memerlukan kurang perisai.

Jika PCB tidak masuk akal, akan ada masalah yang boleh dihindari semasa fase ujian. Jika tindakan diambil pada masa ini, ia mungkin terlambat dan ia sukar untuk memecahkan masalah yang dihadapi. Ia memerlukan lebih banyak masa dan usaha, dan kadang-kadang komponen tambahan ditambah, yang meningkatkan biaya dan kompleksiti sistem.