一种高保真音频电路的PCB结构制造技术

本发明专利技术涉及印刷电路板设计领域，公开了一种高保真音频电路的PCB结构，解决目前音频信号在印制电路板传输过程中信号失真过大的现状。本发明专利技术的PCB板包括四层叠层，从上至下分别为TOP层、GND层、POWER层、BOTTOM层，其中TOP层和BOTTOM层为走线层；在TOP层的平面上，音频IC位于在TOP层平面的中心偏下方位置，音频信号放大输出电路和音频信号输入接口电路分别位于音频IC左右两侧，电源电路位于在TOP层平面的右上方，音频IC供电电路位于音频IC的正上方，放大器供电电路位于PCB TOP层平面的左上方，电源电路为音频信号输入接口电路、音频IC供电电路供电。本发明专利技术适用于高保真音频电路。

【技术实现步骤摘要】
一种高保真音频电路的PCB结构
本专利技术涉及印刷电路板(PCB)设计领域，特别涉及一种高保真音频电路的PCB结构。
技术介绍
随着半导体器件行业的不断发展，高性能集成电路层出不穷，高保真音频产品也被广泛关注。在实际研发过程中，音频集成电路的系统设计需要外围分立器件及外设接口等外围设备，合理的系统电路设计思路则也受到重视。在音频芯片外围电路设计中，通过信号滤波放大等处理来保证输出的音频信号有高保真性能的同时，基于电路设计的后续PCB设计也是减少失真的重要技术手段。完善的PCB设计往往能有效改善音频芯片到输出设备的传输过程中的信号失真问题。目前，音频信号中，总谐波失真加噪声(THD+N)是判断音频信号是否为高保真的一个重要指标。大多音频芯片外围电路PCB设计的产品大多无法达到高保真状态，总谐波失真加噪声(THD+N)往往大于0.005％，很难实现音频芯片高保真传输的要求。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：提供一种高保真音频电路的PCB结构，解决目前音频信号在印制电路板传输过程中信号失真过大的现状。为解决上述问题，本专利技术采用的技术方案是：一种高保真音频电路的PCB结构，PCB板包括四层叠层，从上至下分别为TOP层、GND层、POWER层、BOTTOM层，其中TOP层和BOTTOM层为走线层；在TOP层的平面上，音频IC位于在TOP层平面的中心偏下方位置，音频信号放大输出电路和音频信号输入接口电路分别位于音频IC左右两侧，电源电路位于在TOP层平面的右上方，音频IC供电电路位于音频IC的正上方，放大器供电电路位于PCBTOP层平面的左上方，电源电路为音频信号输入接口电路、音频IC供电电路供电。进一步的，在音频信号输入接口电路中，音频信号的走线采用3W走线规则，时钟信号的走线采用5W走线规则以及地屏蔽方式，时钟输入端口接入33Ω贴片电阻；音频输入信号有独立的地，采用0Ω电阻与其它地桥接。进一步的，电源供电电路采用0Ω的低通滤波磁珠；电源供电电路采用等效串联电阻为30mΩ且电容值为10uF的钽电容。进一步的，音频芯片供电电路采用5V和3.3V双工作电压，音频芯片供电电路中的电源接口电路、DC-DC降压电路远离音频IC，电源接口电路、DC-DC降压电路的接地为独立的地，采用0Ω电阻与其它地桥接。进一步的，音频信号放大输出电路中，放大器采用双向工作电压，电源层中放大器的供电双向电压供电走线彼此大于2mm；放大器电源输入端并联有等效串联电阻为0且电容值为100nF贴片电容，该贴片电容与放大器电源输入管脚的距离保持在1cm以内；放大器电源地为单独电源地，采用0Ω电阻与其它地桥接。本专利技术的有益效果是：本专利技术针对较小尺寸的PCB设计，本专利技术通过合理的PCB布局布线和叠层设计，保证音频芯片到系统输出之间的信号总谐波失真加噪声(THN+D)小于0.005％的同时，在特定幅值和频率的音频输入信号范围内最大的总谐失真加噪声THN+D＝0.001％。大大降低了PCB设计成本和制造成本，提高了市场竞争力。附图说明图1是实施例中PCB板的叠层结构图。图2是实施例中TOP层的电路布局图。具体实施方式实施例提供一种高保真音频电路的PCB结构，包括PCB板，如图1所示，PCB板包括四层叠层，从上至下分别为TOP层、GND层、POWER层、BOTTOM层，其中TOP层和BOTTOM层为走线层。在TOP层平面上的电路布局如图2所示，在TOP层的平面上，音频IC位于在TOP层平面的中心偏下方位置，音频信号放大输出电路和音频信号输入接口电路分别位于音频IC左右两侧，电源电路位于在TOP层平面的右上方，音频IC供电电路位于音频IC的正上方，放大器供电电路位于PCBTOP层平面的左上方，电源电路为音频信号输入接口电路、音频IC供电电路供电。以下分别对各个电路的实施方式进行说明：1)音频芯片输入电路实施方式：在音频芯片输入电路中，音频信号的传输走线采用3W走线规则，重要信号采用接地屏蔽方法；音频输入时钟信号的传输走线采用5W走线和地屏蔽方法，时钟输入端口接入33Ω贴片电阻，减少吉布斯效应；音频输入信号独立地，采用0Ω电阻与其它地桥接；2)音频芯片信号输出电路实施方式：音频芯片信号放大输出布局靠近音频芯片和输出接口，采用单点接地信号屏蔽的方法；放大器信号地和音频芯片以及输出接口统一采用单点接地原则，共用一个地。重要信号应采用接地隔离远离电源；放大器反馈电容也靠近输出端，不应超出输出管脚1cm以外的范围，即保持在1cm以内；放大器采用双向工作电压，电源层放大器供电双向电压供电走线彼此应大于2mm安全距离。放大器电源输入端并联等效串联电阻(ESR)为0且电容值为100nF贴片电容。同样电容不能远离放大器电源输入管脚1cm以外；放大器电源地为单独电源地，采用0Ω电阻与其它地桥接；音频输出接口靠近放大器输出端，尽可能的短传输线路能极大的减少传输过程中不必要的信号失真，输出包地线路采用单点接地方式；3)电源电路实施方式：电源电路供电采用专用POWER层，能有效的降低电磁干扰(EMI)，电源层靠近地层增大去耦效果；电源供电部分有多电源供电，为了抑制高频传输，采用0Ω的低通滤波磁珠。电源纹波抑制比(PSRR)为了得到更高dB，需要低等效串联电阻(ESR)大容值钽电容来实现电容滤波。实验证明，ESR为30mΩ电容值为10uF的钽电容能有效抑制电源纹波，能极大减少对放大器工作信号的干扰；音频芯片供电模块采用5V和3.3V双工作电压，电源接口电路和DC-DC降压电路都应远离音频IC，此处接地为独立的地，采用0Ω电阻与其它地桥接；多地的分割需要0Ω电阻的顶层单点桥接，地层作为参考层，保持其完整性不被破坏。以上描述了本专利技术的基本原理和主要的特征，说明书的描述只是说明本专利技术的原理，在不脱离本专利技术精神和范围的前提下，本专利技术还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本专利技术范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高保真音频电路的PCB结构，包括PCB板，其特征在于，PCB板包括四层叠层，从上至下分别为TOP层、GND层、POWER层、BOTTOM层，其中TOP层和BOTTOM层为走线层；在TOP层的平面上，音频IC位于在TOP层平面的中心偏下方位置，音频信号放大输出电路和音频信号输入接口电路分别位于音频IC左右两侧，电源电路位于在TOP层平面的右上方，音频IC供电电路位于音频IC的正上方，放大器供电电路位于PCB TOP层平面的左上方，电源电路为音频信号输入接口电路、音频IC供电电路供电。

【技术特征摘要】
1.一种高保真音频电路的PCB结构，包括PCB板，其特征在于，PCB板包括四层叠层，从上至下分别为TOP层、GND层、POWER层、BOTTOM层，其中TOP层和BOTTOM层为走线层；在TOP层的平面上，音频IC位于在TOP层平面的中心偏下方位置，音频信号放大输出电路和音频信号输入接口电路分别位于音频IC左右两侧，电源电路位于在TOP层平面的右上方，音频IC供电电路位于音频IC的正上方，放大器供电电路位于PCBTOP层平面的左上方，电源电路为音频信号输入接口电路、音频IC供电电路供电。2.如权利要求1所述的一种高保真音频电路的PCB结构，其特征在于，在音频信号输入接口电路中，音频信号的走线采用3W走线规则，时钟信号的走线采用5W走线规则以及地屏蔽方式，时钟输入端口接入33Ω贴片电阻；音频输入信号有独立的地，采用0Ω电阻与其它地桥接。3.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：李小辉，李想，贾煜，
申请(专利权)人：四川长虹电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51