Технология PCB - мастерская проводка платы повышает тембр мобильного телефона

Abstract: This article discusses the key factors affecting audio characteristics in cellular phone проектирование печатная плата. проблемный мобильный телефон проектирование печатная плата and a good печатная плата layout plan are given in the article. The comparison of the two layouts emphasizes the design considerations for improving audio performance.

представление

мобильные телефоны - это последний вызов для человечества печатная плата layout engineers. Modern cellular phones include almost all portable sub-systems, Каждая подсистема имеет противоречивые потребности. идеальный для проектирования печатная плата must give full play to the performance advantages of each interconnected device while avoiding mutual interference between subsystems. поэтому, the performance of each subsystem has to be compromised for conflicting requirements. Несмотря на то, что звуковая функция мобильного телефона непрерывно растет, мало кто обращает на это внимание печатная плата layout of audio circuits.

компоновка компонентов

первый шаг по любому проектирование печатная плата is of course to choose the печатная плата размещение каждого компонента. We call this step "planning consideration". детальная компоновка компонентов может уменьшить взаимодействие сигналов, Раздел заземления, шумовая связь, and take up the area of the circuit board.

в мобильном телефоне есть цифровые и аналоговые схемы. для предотвращения помех от цифрового шума чувствительные аналоговые схемы должны быть отделены друг от друга. разделение печатная плата на цифровые и аналоговые зоны поможет улучшить макет таких схем.

Хотя радиочастотная часть мобильного телефона обычно считается аналоговой схемой, Одной из общих проблем, требующих внимания во многих конструкциях, является радиочастотный шум. It is necessary to prevent RF noise from coupling to the audio circuit and generate audible noise after demodulation. чтобы решить этот вопрос, it is necessary to separate the RF circuit and the audio circuit as much as possible.

после разделения печатная плата на зоны моделирования, цифровые данные и RF необходимо рассмотреть компоновку компонентов моделирования. компоновка должна обеспечивать кратчайший путь к звуковому сигналу, усилитель звука должен быть как можно ближе к гнезду наушника и громкоговорителю, чтобы минимизировать эмиссию EMI для звуковых усилителей класса D и наименьший шум связи между сигналом наушника. аналоговый источник звуковых сигналов должен быть как можно ближе к входу усилителя звука, с тем чтобы свести к минимуму шумы, связанные с входом. Все входные провода представляют собой антенны радиосигналов, а сокращение длины проводов помогает снизить эффект излучения антенны в соответствующем диапазоне частот.

Пример компоновки компонентов

Figure 1 shows an unreasonable audio component layout. The more serious problem is that the audio amplifier is too far away from the audio signal source. провод проходит через шумные Цифровые схемы и переключатели, это увеличивает возможность связи помех. Longer leads also enhance the RF antenna effect. использование GSM для мобильных телефонов. Эти антенны могут принимать сигналы, передаваемые GSM, и вводить их в усилитель звука. почти все усилители могут в определенной степени демодулировать огибающую 217Hz, шум на выходе. At worst, шум может полностью затопить звуковой сигнал. сокращение длины вводной линии эффективно снижает шум связи с усилителем звука.

Еще одна проблема в компоновке компонентов, показанная на рисунке 1: слишком далеко от громкоговорителей и розеток наушников. Если усилитель звука использует усилитель класса D, то длинная проводка наушников увеличит излучение EMI усилителя. Такая радиация может привести к тому, что оборудование не будет соответствовать стандартам испытаний, установленным местными органами власти. длинные наушники и микрофоны также повышают сопротивление проводов и уменьшают нагрузку, которая может быть получена.

Наконец, поскольку компоненты очень разбросаны, связь между ними должна проходить через другие подсистемы. Это не только повысит трудность подключения аудио - частей, но и других подсистем.

Рисунок 1: иррациональная компоновка компонентов.

На рисунке 2 показано расположение тех же компонентов на рисунке 1. Реорганизованные элементы могут более эффективно использовать пространство и сокращать длину провода. Заметьте, что все аудио - схемы распределены в наушниках рядом с гнездами и репродукторами, а линии ввода и вывода аудио гораздо короче, чем вышеуказанные решения, и нет аудио - схем, установленных в других районах печатная плата. Такое проектирование позволит полностью снизить шумы в системе, уменьшить помехи на радиочастоте и упростить проводку.

Figure 2: A reasonable layout of cellular phones.

сигнальный канал

на шумы и искажения звуковых сигналов влияет очень ограниченное влияние пути сигнала, что означает, что компромиссы, необходимые для обеспечения производительности, являются весьма ограниченными.

усилитель громкоговорителя обычно питается непосредственно от батареи и требует значительного тока. если использовать тонкие линии электропитания, то энергия увеличится. по сравнению с короткими и широкими проводами, длинные и тонкие провода имеют более высокое сопротивление, изменения тока, вызванные импедансом провода, преобразуются в изменение напряжения и устройства питания. чтобы оптимизировать производительность, питание усилителя должно быть как можно короче провода.

Следует максимально использовать разностный сигнал. дифференциальный вход имеет высокое подавление шумов, поэтому дифференциальный приемник может подавлять шумы на линии положительных и отрицательных сигналов. для того чтобы в полной мере использовать преимущества дифференциальных усилителей, важно, чтобы при проводке сохранялась одна и та же длина разностных сигналов, чтобы они имели одно и то же сопротивление и были как можно ближе друг к другу, с тем чтобы шум связи был одинаковым. разностный вход усилителя очень эффективен для подавления шумов в цифровых схемах системы.

заземленный

звуковая цепь, заземление имеет решающее значение для удовлетворения эксплуатационных требований звуковой системы. Unreasonable grounding leads to greater signal distortion, острый звук, strong interference, снижает подавление радиочастоты. It is difficult for designers to invest a lot of time in ground wire layout, Но тщательное расположение линии позволит избежать многих трудных вопросов.

в любой системе заземление имеет два важных соображения: во - первых, это путь возврата тока через устройство, и, во - вторых, это исходный потенциал цифровых и аналоговых схем. обеспечение того, чтобы любое напряжение на линии было одинаковым, кажется простым, но на самом деле это невозможно. все провода имеют полное сопротивление, если только есть ток, проходящий по линии земли, то возникает соответствующее падение напряжения. провода цепи также формируют индуктивность, что означает поток от батареи к нагрузке, а затем обратно к батарее. на протяжении всего электрического канала есть определенная индуктивность. при работе на более высокой частоте индуктивность увеличивает сопротивление заземления.

разработка оптимальной схемы горизонта для конкретной системы не является простой задачей. Ниже приводятся общие правила, применимые ко всем системам.

1. Создание сплошных пластов для цифровых схем

цифровые токи в коллекторе возвращаются по сигнальному пути, и площадь контура должна быть минимальной, чтобы уменьшить эффект антенны и паразитную индуктивность. Убедитесь, что все цифровые сигнальные провода имеют соответствующие пути приземления. этот слой должен быть покрыт той же зоной, что и провод цифровой сигнализации, и как можно меньше точек останова. точки останова на земле (включая просачивание) приведут к прохождению тока заземления через более широкий контур и, следовательно, к повышению уровня радиации и шума.

Обеспечение изоляции тока заземления

ток заземления в цифровых и аналоговых схемах должен быть изолирован, чтобы предотвратить помехи в цифровых токах в аналоговых схемах. для достижения этой цели необходимо правильно распределять компоненты. Если смоделированные схемы расположены в одном районе печатная плата, а Цифровые схемы расположены в другом, то заземляющий ток автоматически изолируется. аналоговые схемы лучше иметь отдельный слой печатная плата.

использование звездообразного заземления в аналоговых схемах

посадка звезды на мель связана с точкой земли печатная плата как общая отправная точка, только эта точка рассматривается как потенциал земли. In cellular phones, заземляющий зажим аккумулятора обычно используется в качестве звездообразного места. The current flowing into the ground plane will not disappear automatically. Все заземляющие токи войдут в это место.

усилитель звука поглощает значительный ток, что влияет на исходную землю самой цепи и на референциальное заземление других систем. для решения этой проблемы желательно предоставить специальный контур для заземления питания мостового усилителя и заземления гнезда наушника. обратите внимание, что эти специальные контуры не пересекают линии цифровой сигнализации, так как они блокируют ток цифровой цепи.

максимальное использование обходных конденсаторов

Almost all devices require a bypass capacitor to provide transient currents that the power supply cannot provide. Эти конденсаторы должны быть как можно ближе к выводам источника питания, с тем чтобы уменьшить паразитную индуктивность между конденсатором и штырем устройства. Inductance will reduce the effect of the bypass capacitor. Кроме того, the capacitor must have a low ground impedance, Это снижает высокочастотное сопротивление конденсатора. The grounding pin of the capacitor should be directly connected to the connection layer, не заземлять через провод.

сброс меди во все неиспользованные зоны печатная плата в качестве коллектора

когда две медные фольги сближаются, между ними образуется маленькая емкость связи. вблизи сигнальной линии устанавливается заземляющая линия, высокочастотный шум линии сигнализации коротко замыкается на землю.

Выводы

A well-designed печатная плата Это трудоемкая и трудная задача, but the investment is indeed worthwhile. Хорошо. печатная плата layout can help reduce system noise, Улучшение подавления радиосигналов, and reduce signal distortion. Хорошо. проектирование печатная плата will also improve EMI performance and may require less shielding.

если печатная плата is unreasonable, на этапе тестирования возникнут некоторые проблемы, которых можно было бы избежать. At this time, В случае принятия мер, it may be too late, и трудно решить стоящие проблемы. It requires more time and effort, Иногда добавляются дополнительные компоненты, это повышает стоимость и сложность системы.