如何巧妙的布线来改善蜂窝电话的音质

蜂窝电话电路板布线是PCB布线工程师所面临的极大挑战，现代蜂窝电话几乎囊括了便携式的所有子系统，每个子系统都有相互矛盾的需求。一个设计完美的PCB必须在充分发挥每个互联设备性能优势的同时，避免子系统之间的相互干扰，因此，对于相互冲突的要求不得不对每个子系统性能进行折衷考虑。虽然蜂窝电话的音频功能在持续增加，但给予音频电路PCB布线的关注却很少。

元件布局

任何PCB设计的第一步当然是选择每个元件的PCB摆放位置。仔细的元件布局可以减少信号互连、地线划分、噪音耦合以及电路板的占用面积。

蜂窝电话包含数字电路和模拟电路，为了防止数字噪声对敏感的模拟电路的干扰，必须将二者分隔开。把PCB划分成数字区和模拟区有助于改善此类电路布线性能，虽然蜂窝电话的RF部分通常被当作模拟电路处理，但许多设计中需要关注的一个共同问题是RF噪声，需要防止RF噪声耦合到音频电路，经过解调后产生听觉噪音。为了解决这个问题，需要把RF电路和模拟电路中的音频电路尽可能分隔开。

将PCB划分成模拟、数字和RF区域后，需要考虑模拟部分的元件布置。元件布局要使音频信号的路径最短，音频放大器要尽可能靠近耳机插孔和扬声器放置，使D类音频放大器的EMI辐射最小，耳机信号的耦合噪音最小。模拟音频信号必须尽可能靠近音频放大器的输入端，使输入耦合噪声最小。所有输入引线对RF信号来说都是一根天线，缩短引线长度有助于降低相应频段的天线辐射效应。

图1给出的是一个不合理的音频元件布局，其中比较严重的问题是音频放大器离音频信号输入太远，由于引线从嘈杂的数字电路和开关电路附近穿过，从而增加了噪音耦合的几率。较长的引线也增强了RF天线效应。在GSM蜂窝电话中，采用的是GSM技术，这些天线能够拾取GSM发射信号，并将其馈入音频放大器。几乎所有放大器都能一定程度上解调217Hz包络，在输出端产生噪音。糟糕时，噪音可能会将音频信号完全淹没掉，缩短输入引线的长度能够有效降低耦合到音频放大器的噪声。

图1:不合理的元器件布局结果。

图1所示元件布局还存在的另外一个问题是运放距离扬声器和耳机插座太远。如果音频放大器采用的是D类放大器，较长的耳机引线会增大该放大器的EMI辐射。这种辐射有可能导致设备无法通过各地政府制定的测试标准。较长的耳机和麦克风引线还会增大引线阻抗，降低负载能够获取的功率。

最后，因为元件布置得如此分散，元件之间的连线将不得不穿过其它子系统。这不仅会增加音频部分的布线难度，也增大了其它子系统的布线难度。

图2给出了与图1所示相同元件的另一种排列，重新排列的元件能够更有效地利用空间，缩短引线长度。注意，所有音频电路分配在耳机插孔和扬声器附近，音频输入、输出引线比上述方案短得多，PCB的其它区域没有放置音频电路。这样的设计能够全面降低系统噪音，减小RF干扰，并且布线简单。

图2：合理的元件布局结果图。

来源：维库开发网