35265570 发表于 2006-9-21 20:34:00

手机PCB的电磁兼容1

现在做电路研发,实现一项功能也许不是难事,但是要有让有这项功能的电路在任何恶劣的环境下都能正常并安全的运行却并不容易,因为通了电的产品,就会有电和磁的干扰。
   手机,是现今人人都不能缺少的东西,他给人带来沟通的方便...虽然现在的手机都是具有多项的附加娱乐功能,但是作为一台手机最主要的还是它的通话功能,如果通话功能都保证不了,那我想它可能只是一台mp3,mp4,照相机,或者是一台很炫的跑马灯...每个人都不希望自己用的手机信号差,通话噪音,频繁死机等等问题...
手机是射频,模拟电路,数字电路集合于一身的电子产品,因此电磁兼容问题是它的一大难题,在用的电路和芯片都一样的情况下,怎样能保证电磁兼容呢?这无疑是来自于你的内部结构和PCB的设计...
作为一名手机PCB设计者,你所做的事情并不是来自于单纯的走线和元件布局,元件布的整整齐齐,线路走的整整齐齐,并不能代表电磁兼容性就越好;你需要考虑结构因素和电路原理因素可能造成的电磁干扰来设计你的PCB,也许一些产品的限制导致你不能选择最好的设计方法,但是你可以根据你的经验来做折衷的设计,把干扰降到最少,这也是属于成功的设计...
   首先,我们来谈谈干扰是如何产生的,它来自于三个要点:
1.干扰源2.被干扰源 3.干扰信号所传输的路径
   这三个要点只要去除了一个就可以完全的消灭干扰,但是只要去除了一个就会让电路无法实现功能,你想想,干扰源有可能是手机的射频pa,被干扰源有可能是基带,干扰源有可能也是被干扰源,而干扰传输的路径有可能是走线,也有可能是空气,这些东西一个都不能少,所以,只能采取尽量避免的方式...
知道了这三个要点,我们就可以明确达到电磁兼容的方向,光知道方向还不够,还需知道具体避免的方法,什么样的情况采取什么样的方法来避免,这需要你对结构和电路都具有一定的了解和一些失败成功经验的积累...在这里,我就来说说我设计一块手机PCB的过程细节...籍此来作为讨论的重点,欢迎大家交流以互相提高。
当拿到原理图和结构图的同时,并不要急于布局和画线,哪怕老板死盯着你催,也要先理清自己的思路...只有保证自己不被干扰才能设计出不被干扰的PCB;    首先,看结构;手机PCB的布局分为大体布局和细节布局,而结构的堆叠就是属于大体的布局指引,大体布局往往很重要,不仅决定了每个电路模块的位置和可布空间,更决定了电源和回路的完整性,在结构图中对于PCB设计者最重要的就是电池连接器的位置,电池连接器是电源和回路的起点和终点,要知道手机的地平面层并不是绝对的地平面,如果大功率环路占用的面积过大势必会影响到其他的电路;
手机电路模块里,功率最大的就是射频PA,它不仅功率最大,而且是高频模拟电路部分,干扰的可能性也最大,所以,最优化的大体布局是:最靠近电池连接器的应该是射频PA,电池连接器和射频PA之间不能有任何电路模块,其他电路模块应该是在电池连接器的另一端;   当然,这只是最优化的大体布局,现实中由于产品结构的限制,并不能把射频PA靠电池连接器最近已达到大功率高频环路的最短化,有的甚至还要在它们之间放很多其他的电路模块!这个时候我们不得不再次考虑大体布局了,需要思考的是:什么电路模块容易被干扰?什么不容易被干扰?模拟电路的被干扰可能性往往大于数字电路,第一个想到的无疑是音频PA,音频PA不能放置于电池连接器和射频PA之间,否则射频PA的高频回路会串到音频PA的回路中从而产生免提噪音,第二就是BB主芯片,BB主芯片内部也包含了音频处理部分,如果它的回路也被串入高频回路也会产生通话噪音,有条件的情况下我们应该尽量保证射频PA回路的纯净,当然,大部分情况下都是没有条件的,这个时候我们可以放一些不容易被干扰的电路在这条高频回路上,比如TP和双卡模块等等...但是有的时候,大的空间往往是在这条高频回路上,那怎么办呢?
这个时候你需要和结构沟通能不能改进,如果实在不能改进,那只有采取更折衷的设计了,电流的回路往往是选择阻抗最低的那条的,虽然,手机板的主回路是一个地平面层,但是在这个平面上还是会有高低不同的电位,射频PA和电池连接器离得再远,电流回路还是会选择PA主接地管脚到电池连接器负极这两点之间的直线,功率越大这条直线回路的宽度也就越大,GSM PA的电源线一般是大于2个毫米,所以我们考虑这条回路直线也应该大于2个毫米,所以在这个直线范围之内尽量不要串入其他容易被干扰电路的回路,音频PA和BB主芯片的回路应该尽量远离这条直线;
从以上的段落分析,我们可以得出次于最优化大体布局的另外两个大体布局方案:1.射频PA远离电池连接器的情况下,把音频PA靠和基带主芯片近于电池连接器的另一端或者一侧;2.无法将音频PA靠和基带主芯片近于电池连接器的另一端或者一侧的情况下,请将这部分电路的回路尽量远离射频回路到电池连接器的那条直线。
大体布局另外一个需要注意的是需要留出尽量不放任何器件和足够大的天线位置,当然这方面结构和硬件都已有所考虑,所以这里就不再累赘了...

tracktion 发表于 2006-9-26 19:02:00

欣赏了,谢谢楼主发布啊 ,我收藏了啊
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