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菲诺克科技推出易兆微低功耗TWS蓝牙耳机芯片方案LAYOUT注意干货分享
发布时间:2020-03-14

菲诺克科技推出易兆微低功耗TWS蓝牙耳机芯片方案LAYOUT注意干货分享




本文基于易兆微优秀的TWS蓝牙芯片为例,资深蓝牙工程师多年经验总结:

  1. 参考地大而完整。

大而完整的参考地是 PCB 射频性能的基础,十分重要。双层板设计时,应将底层作为参考地层。要 做到参考地大而完整,就要求双层板底层尽量不走线,最好的效果是底层无任何走线。下面 4 图中,左 1 和左2为优秀设计。左3的敷铜被走线分割不完整。左4没有参考地,几块小面积敷铜零散而孤立。

注意: 地平面实在无法保证充分完整性时,首要保障下面3点:

1. RF信号走线下的参考地不被割裂; 2. 保障天线参考地回流芯片地完整性; 3. RF/ANA相关管脚 (RF, VIN, VINLPM, VINPA, VDDLPM, DVDD, HVIN, HVOUT, XTALOUT, XTALIN, VIO)参考地完整性。

下图左1由于PCB面积小只能勉强做到上述三点,实属无奈之举。迫不得已情况下可采用以下做法: 利用NC数字管脚(如,不使用的GPIO。 但GPIO2及GPIO24-26除外,它们在不使用情况下不能接GND。 ) 作为GND将参考地回流通路打通,并尽可能增加地面积。如左2和左3两图


2 天线回流无阻隔

天线参考地尽快回流到芯片地,所以在天线回流路径需要:距离最短、没有阻隔、连接良好。下面4 图中箭头为回流路径,左上和右上是优秀设计,都做到了最短路径。左下回流路径被几条走线阻隔,增长 了回流距离。右下芯片地与天线间仅有一条走线连接(见白色圈内),天线参考地几乎无法回流到芯片地, 不可取。

3 电容靠近芯片引脚,就近过孔、独立接地、回流无阻隔。

芯片周围会有一些滤波电容,这些电容的接地脚需要有单独过孔接至底层,并保证回流到芯片地的路 径上没有阻隔。 下图中选中的4个(白色)电容布局不合理。其中,左边三个电容GND脚并联后共用1个过孔(紫 色箭头)接至底层 GND,没有做到“独立过孔接地”。右边电容虽然单独接地,但是过孔距离较远,延长 了回流路径。4个电容的共性问题是他们接地铺铜被一条走线(紫色)阻隔,无法回流到芯片GND。同时, 这4个电容距离芯片引脚较远。

下图为优秀设计,图中3个电容均做到靠近芯片引脚,就近过孔、独立接地、回流无阻隔

4信号通路走线短、宽、渐近线、无折线。 一般信号通路要求50ohm阻抗线,在没有条件达到50ohm阻抗时走线应做到以上原则。“短”是为 了尽量避免不满足要求的走线带来负面影响。“宽”是指走线宽度与匹配器件焊盘保持同一宽度,这是为了 避免任何“不连续”。渐近线是指在线宽发生变化时使用渐变处理,这是为了避免任何走线形状“突变”。 折线会产生天线效应,使能量散失或吸收干扰,所以在走线方向发生变化时须使用圆弧走线或在匹配器件 焊盘上旋转90°。总旋转角度最好不要超过180°。 下图做到了“宽”、“渐近线”、“无折线”原则,但是从芯片 RF脚至第一个电感间走线较长。如允许, 可移动天线位置来优化此项。

下图转角过多,其他方面都很优秀

6信号通路远离高频(数字)信号、用敷铜做屏蔽。 射频信号会被高频信号和数字信号干扰,所以应尽量远离,无法远离时要做好屏蔽。下图中绿色为 RF 信号通路,黄色为 ICE 信号线(数字),白色为晶振走线。信号通路和干扰源之间没有任何屏蔽,这是 不优设计。

下图是优秀设计。绿色 RF 信号通路与干扰源(黄、白)间有很好屏蔽。同时信号通路的其他方向也 做了屏蔽。另外,图中黑色走线是直流电源,他并不是干扰源,相反可以起到一定屏蔽作用

7添加测试点 为了配合量产测试平台对 PCBA 进行测试,开发者在设计 PCB 时需要引出以下测试点: