Fabrication de PCB de précision, PCB haute fréquence, PCB haute vitesse, PCB standard, PCB multicouches et assemblage de PCB.
L'usine de services personnalisés PCB & PCBA la plus fiable.
Technologie PCB
Le câblage intelligent des circuits imprimés améliore la qualité sonore du téléphone
Technologie PCB
Le câblage intelligent des circuits imprimés améliore la qualité sonore du téléphone

Le câblage intelligent des circuits imprimés améliore la qualité sonore du téléphone

2021-08-23
View:234
Author:IPCB

Abstract: This article discusses the key factors affecting audio characteristics in cellular phone Circuits imprimés design. A problematic cell phone Circuits imprimés Design and a good Disposition des Circuits imprimés plan are given in the article. La comparaison des deux mises en page met en évidence les considérations de conception pour améliorer les performances audio.


Introduction


Cellular phones are the ultimate challenge faced by Disposition des Circuits imprimés Ingénieurs. Modern cellular phones include almost all portable sub-systems, Chaque sous - système a des exigences contradictoires. A perfectly designed Circuits imprimés Les avantages de performance de chaque équipement interconnecté doivent être pleinement exploités tout en évitant les interférences entre les sous - systèmes.. Therefore, Le rendement de chaque sous - système doit être affecté par des exigences contradictoires.. Although the audio capabilities of cellular phones continue to increase, Peu d'attention a été accordée à cette question Disposition des Circuits imprimés of audio circuits.


Disposition des composants


La première étape de toute conception de Circuits imprimés est, bien sûr, de sélectionner la disposition de Circuits imprimés pour chaque composant. Nous appelons cette étape « considérations de planification ». Une disposition soignée des composants réduit l'interconnexion des signaux, la segmentation des fils au sol, le couplage du bruit et occupe la surface de la carte de circuit.


Cellular phones contain digital circuits and analog circuits. Pour éviter les circuits analogiques sensibles au bruit numérique, they must be separated. Segmentation Circuits imprimés into digital and analog areas helps to improve the layout of such circuits.


Bien que la partie RF d'un téléphone cellulaire soit généralement considérée comme un circuit analogique, le bruit RF est un problème courant auquel il faut prêter attention dans de nombreuses conceptions. Il est nécessaire d'éviter que le bruit RF ne soit couplé au circuit audio et ne produise un bruit audible après démodulation. Pour résoudre ce problème, il est nécessaire de séparer autant que possible les circuits RF et audio.


Après avoir divisé les Circuits imprimés en zones analogiques, numériques et RF, il faut tenir compte de la disposition des composants des composants analogiques. La disposition des composants doit être telle que la trajectoire du signal audio soit la plus courte possible et que l'amplificateur audio soit situé le plus près possible des prises d'écouteurs et des Haut - parleurs afin de réduire au minimum le rayonnement EMI des amplificateurs audio de classe D et le bruit de couplage des signaux d'écouteurs. La source du signal audio analogique doit être aussi proche que possible de l'entrée de l'amplificateur audio afin de réduire au minimum le bruit de couplage d'entrée. Tous les fils d'entrée sont des antennes de signaux RF, et la réduction de la longueur des fils d'entrée aide à réduire l'effet de rayonnement de l'antenne dans la bande de fréquences correspondante.


Exemple de disposition des composants


La figure 1 montre une disposition déraisonnable des composants audio. Le problème le plus grave est que l'amplificateur audio est trop loin de la source du signal audio. Les fils traversent les circuits numériques bruyants et les circuits de commutation, ce qui augmente la probabilité de couplage du bruit. Des fils plus longs peuvent également améliorer l'effet de l'antenne RF. Le téléphone utilise la technologie GSM. Ces antennes peuvent recevoir des signaux transmis par le GSM et les introduire dans un amplificateur audio. Presque tous les amplificateurs sont capables de démoduler l'enveloppe de 217hz dans une certaine mesure, produisant du bruit à la sortie. Dans le pire des cas, le bruit peut submerger complètement le signal audio. La réduction de la longueur du plomb d'entrée réduit efficacement le bruit couplé à l'amplificateur audio.


La disposition des composants illustrée à la figure 1 pose un autre problème: l'amplificateur opérationnel est trop éloigné des Haut - parleurs et des prises d'écouteurs.. Si l'amplificateur audio utilise un amplificateur de classe D, longer headphone leads will increase the amplifier's EMI radiation. Ce rayonnement peut entraîner la non - conformité de l'équipement aux normes d'essai prescrites par les autorités locales.. Des écouteurs et des microphones plus longs augmentent également l'impédance du plomb et réduisent la puissance disponible pour la charge..


Enfin, comme les composants sont très dispersés, les connexions entre les composants doivent passer par d'autres sous - systèmes. Cela rend le câblage non seulement plus difficile pour la partie audio, mais aussi pour d'autres sous - systèmes.

ATL

Figure 1: disposition déraisonnable des composants.


Figure 2 shows the arrangement of the same components in Figure 1. Le réarrangement des composants permet une utilisation plus efficace de l'espace et une longueur de leader plus courte. Note that all audio circuits are distributed near the headphone jack and speakers, Les pistes d'entrée et de sortie audio sont beaucoup plus courtes que la solution ci - dessus, and no audio circuits are placed in other areas of the Circuits imprimés. Cette conception peut réduire complètement le bruit du système, reduce RF interference, Et le câblage est simple.

ATL

Figure 2: A reasonable layout of cellular phones.


Voies de signalisation


L'effet de la trajectoire du signal sur le bruit et la distorsion de sortie audio est très limité, which means that the compromise measures that need to be provided to ensure performance are very limited.


Les amplificateurs Haut - parleurs sont généralement alimentés directement par la batterie et nécessitent un courant considérable. Si vous utilisez des cordons d'alimentation minces, les ondulations d'alimentation augmentent. Les conducteurs longs et les conducteurs fins ont une impédance plus élevée que les conducteurs courts et les conducteurs larges, et les variations de courant générées par l'impédance des conducteurs seront converties en variations de tension et alimentées dans l'équipement. Afin d'optimiser les performances, l'alimentation de l'amplificateur doit utiliser le plomb le plus court possible.


Les signaux différentiels doivent être utilisés autant que possible. L'entrée différentielle a une forte suppression du bruit, de sorte que le récepteur différentiel peut supprimer le bruit en mode commun sur les lignes de signal positives et négatives. Afin de tirer pleinement parti des avantages de l'Amplificateur différentiel, il est très important de maintenir la même longueur de paire de signaux différentiels dans le câblage, de sorte qu'ils aient la même impédance et qu'ils soient aussi proches que possible, de sorte que le bruit de couplage soit le même. L'entrée différentielle de l'amplificateur est très efficace pour supprimer le bruit du circuit numérique du système.


Mise à la terre


Pour circuits audio, grounding is critical to whether it can meet the performance requirements of the audio system. Une mise à la terre déraisonnable peut entraîner une plus grande distorsion du signal, high noise, Forte interférence, and reduced RF suppression capabilities. Il est difficile pour un concepteur de consacrer beaucoup de temps à la disposition du fil de terre, Mais une mise à la terre minutieuse peut éviter de nombreux problèmes difficiles.


Dans tout système, la mise à la Terre comporte deux considérations importantes: d'une part, il s'agit de la trajectoire de retour du courant circulant à travers l'appareil et, d'autre part, il s'agit du potentiel de référence des circuits numériques et analogiques. Il semble facile de s'assurer que la tension est la même à n'importe quel point du fil de terre, mais c'est pratiquement impossible. Tous les conducteurs ont une impédance et une chute de tension correspondante se produit chaque fois qu'un courant traverse le fil de terre. Les fils du circuit forment également une inductance, ce qui signifie que le courant passe de la batterie à la charge, puis à la batterie. Il y a une certaine inductance dans toute la trajectoire du courant. Lorsqu'il fonctionne à des fréquences plus élevées, l'inductance augmente l'impédance au sol.


Il n'est pas facile de concevoir la meilleure disposition au sol pour un système particulier. Voici les règles générales applicables à tous les systèmes.


1. Create a continuous ground plane for digital circuits


Le courant numérique de la terre est retourné par la trajectoire du signal et la surface de la boucle doit être réduite au minimum afin de réduire l'effet d'antenne et l'inductance parasitaire. Assurez - vous que tous les fils de signal numérique ont une trajectoire de mise à la terre appropriée. Cette couche doit couvrir la même zone que le plomb du signal numérique avec le moins de points d'arrêt possible. Les points de rupture au sol, y compris les trous de travers, entraîneront un courant de mise à la terre à travers un circuit plus grand, ce qui entraînera un rayonnement et un bruit plus élevés.


2. Assurer l'isolation du courant de mise à la terre


Les courants de mise à la terre des circuits numériques et analogiques doivent être isolés pour empêcher les courants numériques d'interférer avec les circuits analogiques.. In order to achieve this goal, Les composants doivent être disposés correctement. Si analog circuit is arranged in one area of the Circuits imprimés Les circuits numériques sont disposés dans une autre zone, the ground current will be naturally isolated. Il vaut mieux en avoir un indépendant. Circuits imprimés layering for the analog circuit.


3. Le circuit analogique est mis à la terre en forme d'étoile


L'échouement d'une étoile est lié à un point de la terre Circuits imprimés as a common grounding point, Seul ce point est considéré comme un potentiel terrestre. In cellular phones, Le terminal de mise à la terre de la batterie est généralement utilisé comme point de mise à la terre de l'étoile. The current flowing into the ground plane will not disappear automatically. Tous les courants de mise à la terre s'écouleront vers ce point de mise à la terre..


L'amplificateur audio absorbe une grande quantité de courant, ce qui affecte le sol de référence du circuit lui - même et d'autres systèmes. Pour résoudre ce problème, il est préférable de fournir une boucle dédiée pour relier le sol d'alimentation de l'amplificateur au sol de la prise d'écouteur. Notez que ces circuits dédiés ne traversent pas la ligne de signal numérique parce qu'ils bloquent le courant de la boucle numérique.


4. Maximiser le rôle du condensateur de dérivation


Almost all devices require a bypass capacitor to provide transient currents that the power supply cannot provide. Ces condensateurs doivent être situés le plus près possible des broches d'alimentation afin de réduire l'inductance parasitaire entre les condensateurs et les broches d'équipement.. Inductance will reduce the effect of the bypass capacitor. En outre, the capacitor must have a low ground impedance, Cela réduit l'impédance à haute fréquence du condensateur. The grounding pin of the capacitor should be directly connected to the connection layer, Ne pas mettre à la Terre par fil.


5. Verser le cuivre sur toutes les zones inutilisées de Circuits imprimés comme couche de mise à la terre


When two pieces of copper foil are close to each other, Ils forment une petite capacité de couplage. Place a ground wire near the signal wire, Le bruit à haute fréquence sur la ligne de signal est court - circuité au sol.


Conclusionss


Bien conçu Circuits imprimés is a time-consuming and challenging task, Mais cet investissement en vaut la peine.. D'accord. Disposition des Circuits imprimés Peut aider à réduire le bruit du système, improve RF signal suppression, Et réduire la distorsion du signal. A good Circuits imprimés design will also improve EMI performance and may require less shielding.


If the Circuits imprimés Ce n'est pas raisonnable., there will be problems that could have been avoided during the testing phase. En ce moment, if measures are taken, Il est peut - être trop tard., and it is difficult to solve the problems faced. Cela demande plus de temps et d'énergie, and sometimes additional components are added, Cela augmente le coût et la complexité du système.