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引用
PCB移动电话是布线工程师所面临的终极挑战，现代移动电话几乎囊括了所有便携式子系统，每个子系统都有矛盾的需求。由于一个设计完美PCB必须充分发挥每个互连装置的性能优势，同时避免子系统之间的相互干扰，因此相互冲突的请求必须考虑每个子系统的性能。虽然移动电话的音频功能持续增加，但对音频电路PCB的布局不太感兴趣。
构成部件布局
任意PCB设计的第一步当然是选择各要素的PCB配置位置。我们把这个步骤叫做ldquo。布线考虑rdquo。注意的元件布局可以降低信号相互连接、接地分割、噪声耦合以及电路基板的占用面积。
移动电话包括数字电路和模拟电路，必须将两者分开，以防止数字噪声干扰敏感模拟电路。将PCB分割成数字区域和模拟区域有助于改善这样的电路布局。
移动电话的RF部分通常被视为模拟电路，但是在许多设计中应注意的共同问题是RF噪声，RF防止噪声耦合到音频电路，并且在解调之后产生可听噪声。为了解决这个问题，需要尽量分离RF电路和音频电路。
在将PCB分割成模拟、数字和RF区域之后，需要考虑模拟部的元件配置。元件布局必须使音频信号的路径最短，音频放大器必须尽量接近耳机插孔和扬声器，使D系音频放大器的EMI辐射最小，使耳机信号的耦合噪声最小。为了最小化输入耦合噪声，模拟音频信号源需要尽可能接近音频放大器的输入端。所有输入引线都是RF信号的一个天线，缩短引线长度有助于降低对应频带的天线辐射效果。
构成部件的配置示例
图1示出音频放大器离音频信号源太远的不合理的音频元件布局，并且引线通过噪声耦合的概率增加数字电路和开关电路附近，因此存在相对严重的问题。长导线也增强了RF天线效应。移动电话采用GSM能够拾取发送信号GSM并将其放入音频放大器馈的技术。大部分放大器可以对217Hz包络进行一定程度的解调，并且在输出端产生噪声。否则，噪声可以通过完全淹没音频信号并缩短输入引线的长度来有效地降低耦合到音频放大器的噪声。
在图1所示的构成部件布局中，也存在远离扬声器和耳机插口的另一个问题。当音频放大器采用D类放大器时，长耳机引线增大放大器的EMI辐射。这个辐射有可能不能通过当地政府制定的测试标准。长耳机和麦克风引线增加了引线阻抗，降低了可获得负载的功率。
最后，由于元件以这种方式分散布置，因此元件之间的布线必须通过其他子系统。因此，音频部分的布线不仅会变得困难，其他子系统的布线也会变得困难。
图1。不合适的构成部件布局
图2示出了与图1相同的元件的排列，重新排列的元件可以更有效地利用空间来缩短引线长度。另外，所有的音频电路被分配在耳机插孔和扬声器附近，音频输入、输出引线比上述方式短得多，PCB在其他区域没有配置音频电路。这样的设计可以全面降低系统噪声，减少RF干扰并简化布线。
图2。手机合理配置方案
新路
信号通道对音频输出噪声和失真的影响非常有限，即提供以保证性能的折衷措施是有限的。
扬声器放大器通常从电池直接供电，并且需要相当大的电流。使用又长又细的电源线的话，电源波纹会变大。与短而宽的引线相比，长而细的引线阻抗大，由引线阻抗引起的电流变化变化变化为电压变化，传送到馈元件内部。要优化性能，请尽量使用较短的导线来供电放大器。
应该尽量使用差分信号。差分输入通过具有更高的噪声抑制，差分接收机可以抑制正和负信号线上的共模噪声。为了充分利用差分放大器的优点，重要的是在布线时维持相同差分信号线对的长度，具有相同的阻抗，两者尽可能彼此接近以使耦合噪声相同。放大器的差分输入对于抑制来自系统数字电路的噪声非常有效。
接地
对于音频电路，接地对于是否能够实现音频系统的性能要求是非常重要的。不合理地拉线的话，信号的失真变大，产生高噪声、强干扰，RF抑制能力降低。设计者在地球布局上花费很多时间是很难的，但是细心的地球布局可以避免很多困难的问题。
在任何系统中，接地都有两个重要的考虑：首先，它是流经元件的电流的返回路径，然后是数字和模拟电路的参考电位。保证地线的任意点的电压看起来相同且简单，实际上是不可能的。所有引线都有阻抗，当地线中流通电流时，会产生相应的压降。电路引线还形成电感，这意味着电流从电池流向负载，然后返回电池，电流通道整体存在一定的电感。当以更高的频率操作时，电感增加了接地阻抗。
为特定系统设计最佳的接地布局并不简单。这里列出了适用于所有系统的一般规则。
1、在数字电路上连续制作地面
地层的数字电流通过信号路径返回，环路的面积必须保持在最小，以减少天线效应和寄生电感。确保所有数字信号引线具有对应的接地通路，该层覆盖与数字信号引线相同的面积，应具有尽可能少的断点。包括过孔的地层的断点在较大的环路中流动地电流，从而产生较大的辐射和噪声。
2、保证地电流隔离
数字电路与模拟电路的地电流必须被分离以防止数字电流对模拟电路的干扰。为了实现这个目标，需要正确排列元件。将模拟电路配置在PCB的一个区域，将数字电路配置在其他区域时，地电流自然切断。模拟电路优选具有独立的PCB层级。
3、模拟电路采用星形接地
星形接地将PCB的一点视为共同的接地点，仅此一点为地电位，在手机中电池的接地端通常为星形接地点，流经地面的电流不会自动熄灭，所有的电流都会流入该接地点。
音频放大器吸收了相当大的电流，这影响了电路本身的参考地和其他系统的参考地。为了解决这个问题，优选提供专用的返回电路桥放大器的功率地和耳机插孔的电路。这些专用电路会阻碍数字返回电流，所以请不要通过数字信号线。
4、最大化旁路容量作用
大多数装置需要旁路电容来提供不能供电的瞬态电流。这些电容需要尽可能接近电源管，以减少电容和德拜自旋之间的寄生电感，并且电感降低旁路电容的作用。另外，容量必须具有较低的接地阻抗，并降低电容的高频阻抗。电容的接地销应直接抵接地层，请勿通过一段引线后接地。
5、不使用PCB区域全部用铜覆盖，作为地层
当两个铜箔彼此接近时，在它们之间形成小的结合容量。如果在信号线附近铺上地线，信号线上的高频噪声就会在地层上短路。
接地实例
图3是接地分布良好的电路基板的例子，首先，必须注意PCB底部是数字区域，顶部是模拟区域。穿过区域边界的唯一信号线是Isup2。C控制信号在这些信号线有直接的返回路径，确保数字信号只存在于数字区域，没有由于地层分割而产生的数字地电流。另外，请注意，大部分接地面都是连续的，即使数字区域中断了一些，彼此之间的距离也足够远，保证了电流通道的顺畅。
在这个例子中，星星的接地点在PCB最顶层的左上角。模拟地层的断点确保直接返回到星接地点，使得D类放大器和电荷泵的电流不干扰其他模拟层。另外，请注意耳机插孔中有将耳机的电流直接回到星的接地点的引线。
图3。屏幕层和地层示例
结论
设计良好PCB虽然需要时间，也是一项挑战性的工作，但是这样的投入确实很有价值。良好的PCB布局有助于降低系统噪声，提高RF信号的抑制能力，减少信号失真。良好的PCB设计还可以改善EMI性能，并且可能需要更少的屏蔽。
如果PCB不合理，在测试阶段会发生本来可以避免的问题。这种情况下，采取对策的话，有可能会变慢，解决面临的问题很难，需要花费更多的时间，花费更多的精力，有时需要追加追加的元件，增加系统成本和复杂度。
