RF电路及其音频电路的PCB设计技巧

3.2 布线技巧

布线时，所有走线应远离 PCB板的边框（2mm左右），以免PCB板制作时造成断线或有断线的隐患。电源线要尽中能宽，以减少环路电阻，同时，使电源线、地线的走向和数据传递的方向一致，以提高抗干扰能力；所布信号线应尽可能短，并尽量减少过孔数目；各元器件间的连线越短越好，以减少分布参数和相互间的电磁干扰；对于不相容的信号线应量相互远离，而且尽量避免平行走线，而在正向两面的信号线应用互垂直；布线时在需要拐角的地址方应以135°角为宜，避免拐直角。

4、接地

在射频电路PCB设计中，电源线和地线的正确布线显得尤其重要，合理的设计是克服电磁干扰的最重要的手段。PCB上相当多的干扰源是通过电源和地线产生的，其中地线引起的噪声干扰最大。地线容易形成电磁干扰的主要原因于地线存在阻抗。当有电流流过地线时，就会在地线上产生电压，从而产生地线环路电流，形成地线的环路干扰。当多个电路共用一段地线时，就会形成公共阻抗耦合，从而产生所谓的地线噪声。因此，在对RF电路PCB的地线进行布线时应该做到：

*对电路进行分块处理，射频电路基本上可分成高频放大、混频、解调、本振等部分，要为各个电路模块提供一个公共电位参考点即各模块电路各自的地线，这样信号就可以在不同的电路模块之间传输。然后，汇总于射频电路PCB接入地线的地方，即汇总于总地线。由于只存在一个参考点，因此没有公共阻抗耦合存在，从而也就没有相互干扰问题。

*数字区与模拟区尽可能地线进行隔离，并且数字地与模拟地要分离，最后接于电源地。

*在空间允许的情况下，各模块之间最好能以地线进行隔离，防止相互之间的信号耦合效应。

对于音频电路,接地对于是否能够达到音频系统的性能要求至关重要。任何系统中接地有两个重要考虑：首先它是流过器件的电流返回路径，其次是数字和模拟电路的参考电位。这里给出了适用于所有系统的技巧：

*为数字电路建立一个连续的地平面。地层的数字电流通过信号路径返回，该环路的面积应保持最小，以降低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，这一层应该与数字信号引线覆盖相同的面积，具有尽可能少的断点。地层的断点，包括过孔，会使地电流流过更大的环路，因而产生更大的辐射和噪声。

*保证地电流隔离。数字电路和模拟电路的地电流要保持隔离，以阻止数字电流对模拟电路的干扰。为了达到这一目标，需要正确排列元件。如果把模拟电路布置在PCB的一个区域，把数字电路布置在另一区域，地电流会自然隔离开。最好使模拟电路具有独立的PCB分层。

*模拟电路采用星形接地。星形接地是将PCB的一点看作公共接地点，而且只有这一点被当作地电位，蜂窝电话中，电池地端通常被作为星形接地点，流入地平面的电流不会自动消失，所有地电流都将汇入到这个接地点。音频放大器吸收相当大的电流，这会影响电路本身的参考地和其它系统的参考地。为了解决这一问题，最好提供一个专用的返回回路桥接放大器的功率地和耳机插孔的地回路。注意，这些专用的回路不要穿越数字信号线，因为它们会阻碍数字返回电流。

*最大化旁路电容作用。几乎所有器件都需要一个旁路电容，以提供电源不能提供的瞬态电流。这些电容需尽可能靠近电源引脚放置，以减少电容和器件引脚之间的寄生电感，电感会降低旁路电容的作用。

接地分布的电路板实例

以用于*估超低EMI、1.5W、无滤波D类音频功率放大器和80mW DirectDriv耳机放大器MAX9776*估板为例作说明。



图3是一个具有较好接地分布的电路板实例(即丝印层和地层举例),图3（a）为应元件布局A(正)面，图3（b）为应元件布局B(背).首先需要注意 PCB底部为数字区域，顶部为模拟区域。穿越区域边界的唯一信号线是I2C控制信号，这些信号线有一个直接的返回路径，确保数字信号只存在于数字区域，没有地层分割导致的数字地电流。还要注意大部分地平面是连续的，即使数字区域有一些中断，但彼此之间的距离足够远，保证了电流通道的顺畅。在这个例子中，星形接地点在PCB顶层的左上角。模拟地层的断点确保D类放大器和电荷泵的电流直接返回星形接地点，不会干扰其它模拟层。另外，还需注意耳机插孔有一条引线直接将耳机地电流返回到星形接地点。

5、结论

以上设计良好的PCB是一件耗时，同时也是极具挑战性的工作，但这种投入也的确是值得的。好的PCB布局有助于降低系统噪音，提高RF信号的抑制能力，减小信号失真。好的PCB设计还会改善EMI性能，有可能需要更少的屏蔽。如果PCB不合理，会在测试阶段出现本来可以避免的问题。这时在采取措施的话，可能为时已晚，很难解决所面临的问题，需要投入更多的时间、花费更大的精力，有时还要添加额外的元件，增加系统成本和复杂性。

如今PCB的技术主要按电子产品的特性及要求而改变，在近年来电子产品日趋多功能、精巧并符合环保条例。故此，PCB的精密度日高，其软硬板结合应用也将增加。