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PCB科技 - ​ PCB設計:小型化設計引起的內部雜訊

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PCB科技 - ​ PCB設計:小型化設計引起的內部雜訊

​ PCB設計:小型化設計引起的內部雜訊

2021-10-30
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Author:Downs

PCB設計 一般產品, 大多數組件佈局首先確定, 然後連接接線. 首先在組件位置改善干擾問題, 然後從佈線的細節上對產品進行了改進.

隨著當前手機和平板電腦的設計架構,產品的體積不斷壓縮和縮小,但附加功能項沒有减少而是新增,甚至覈心處理器組件的操作時鐘也在不斷上升。 這類移動設備產品的當前應用移動處理器的時鐘頻率為1~1.5GHz。 如果在電路板組件的佈局中沒有很好地處理設備中的大量高頻組件,那麼糟糕的設計可能會影響視頻和音訊等多媒體應用的呈現。。。

以手機和智能手機為例,內部機构設計的可用空間可以說非常狹窄。 不僅是組件或子系統,如電池、面板、背光模塊、監視器模塊、邏輯電路載體板。。。

電路板

高度堆疊和高密度設定, 再加上產品的高性能和功能性要求, 這也使得此類移動設備的設計更加複雜. 開發人員不僅必須解决各種組件和子系統的實際連接問題. /活動, 還需要解决系統之間可能存在的干擾問題.

音訊電路的訊號質量是操作體驗的關鍵,囙此應特別注意電路佈局。

這個 PCB空間 可用於行动电话的數量相當少, 單晶片設計是一種節省成本的方法. 如何區分不同的子系統並减少雜訊干擾是設計的關鍵.

特別是在印刷電路板的版圖設計中,可以說是手機設計中最嚴峻的挑戰。 行动电话中的各個子系統可能有相互衝突的設計要求。 例如,無線模塊需要最佳的天線場類型和最佳的無線連接傳輸效能,而數位邏輯計算覈心系統需要最穩定的計算環境。 當兩個系統同時集成到一個非常緊湊的設備中時,必須優化無線射頻傳輸。, 數位邏輯電路必須在能够隔離外部雜訊的環境中穩定工作。 如何使單載波板在設計過程中可以存在於兩個系統中,並在不相互干擾的情况下相互履行職責,已成為產品開發的關鍵任務。

設計良好的印刷電路板必須能够為每個組件、功能塊或模塊提供優化的操作條件和環境,同時必須保持各子系統之間的相互干擾! 然而,現實情况是,不同子系統的衝突設計要求必須使用工程手段來實現一些設計折衷,或採取加固措施,例如添加金屬屏障。 然而,這樣的元件佈局處理或加固措施也會導致PCB載體板的尺寸不可避免地增大,這反過來又與輕、薄、短產品的設計目標相衝突。

當面臨數位邏輯電路的影響時,這種射頻訊號干擾問題實際上相對容易改善,因為數位邏輯電路子系統在消息處理部分為0或1。 數位信號處理可以忽略輕微的射頻干擾。 相反,對於多媒體應用(如視頻播放、MP3音樂欣賞),當射頻干擾音訊或在視頻中引起漣漪干擾時,用戶體驗將非常糟糕。

在正常的開發過程中,PCB板設計之前的第一件事是處理組件佈局,即安排組件應放置在PCB上的位置。 在此工作階段,有必要考慮組件的最佳佈線效益(最短距離或最短距離)。 PCB節省空間佈局),但在簡化訊號佈線的同時,還需要考慮地平面的設定,以儘量減少可能的雜訊問題。

對於組件的佈局,在大多數情况下,功能子系統可以劃分為不同的塊進行佈局。 存在干擾問題的射頻組件應盡可能靠近設備的天線,例如載波板的角落,並且射頻功能可以用金屬遮罩。 數位邏輯的覈心系統,因為它也在高頻下工作,主要位於PCB載體的中心。 一方面,處理器的散熱模塊可以同時實現對整個載波的散熱效果。 換句話說,將覈心邏輯電路置於載體板的中心也有助於功能佈局。 影響用戶外觀的音訊環路已成為載波板開發的關鍵問題。 特別是要積累大量的設計經驗,優化佈線設計佈局,避免干擾。

對於將通信、網絡和數位操作(如手機)結合在一起的混合系統電路,如何有效地分離類比電路和數位電路,以便在不相互干擾的情况下分離這兩種類型的作業系統,有許多設計方法可用。 通常的做法是簡單地將不同的電路劃分為不同的載體板,並使用電纜連接載體板之間的關鍵接觸資訊線,以實現功能系統的有效切割和分離設計。

然而,出於成本考慮,當前形式的多載波設計將側重於最小的載波板,以實現最大的功能集成。 這將在分離數位和類比電路方面遇到更大的挑戰。 設計方向可以將整個載波板劃分為數位塊,類比塊通過電路類型彼此分離,這可以實現類似於載波板分離的設計效果。 此外,儘管射頻電路也是一種類比電路,但它畢竟不同於音訊等類比處理,因為射頻訊號將被耦合以影響音訊電路,導致音訊效果中的干擾雜訊,而射頻電路, 無線網路電路和音訊電路區域的分離越清晰,子系統之間的距離越遠越好,這可以减少設備干擾音訊的問題。

類比電路並不比數位電路複雜, 其設計複雜度將更高, 需要更多的設計經驗來改進功能. 例如, 音訊放大器晶片可以放置在更靠近音訊連接器的位置, 使輸出信號避免 PCB電路損耗 盡可能多地, 聲音輸出更純淨. 同時, 大多數移動設備使用高性能D類音訊放大器電路. The amplifier circuit must be able to consider the electromagnetic interference (EMI) problem in the design.

將印刷電路板分為類比、數位和射頻區後,必須選擇類比部分的組件排列。 此時,必須遵循最短音訊訊號路徑的原則,音訊放大器必須盡可能靠近耳機插孔和揚聲器。 它可以有效地最小化D類揚聲器放大器發出的電磁干擾(EMI),同時必須處理抑制耳機訊號產生的附加雜訊的問題,然後有效地縮短音訊傳輸的電路距離,使產品的音訊效能更好。 走向完美。