【经验】解析CODEC PCB LAYOUT注意事项

时间： 2022-09-03 来源：立晶半导体

技术问答

音频CODEC，在电路设计的时候需要特别注意。尤其是外围电路的布局和PCB LAYOUT 的设计，需要按模拟电路的设计要求进行设计，不好的设计会过多的引入外部电路噪声，影响芯片的性能，甚至导致芯片不能正常工作。下文以立晶半导体的高性能立体声codec CL1026为例，探讨一下codec PCB layout的注意事项。

1. 电源的选择：

（1）LDO比DCDC更为合适：

DCDC电源尽管效率普遍要远高于LDO，但是因为其开关频率的原因导致其电源噪声很大，远比LDO大得多，所以对于比较敏感的模拟电路，最好选择较为纯净的电源，因此LDO电源比DCDC更为合适。

（2）如果不能使用独立电源，就想办法隔离噪声：

在实际应用中，往往由于各种原因，不能给音频CODEC使用独立的电源芯片供电，需要使用系统电源，这个时候我们就需要想办法将系统电源中的噪声隔离。简单方法是使用磁珠，选用合适的磁珠可以有效抑制高频噪声进入到CODEC中。当然，我们也可以使用一个简单的RC滤波器将音频CODEC电源与系统电源隔离开。

（3）电源退耦电容的要求

为了获得更好的性能，我们建议对于电源的输入引脚最好采用“一大一小”的设计，就是说，最好用一个 4.7~10uF的大电容和一个0.1uF的小电容作为电源的退耦电容。

（4）电荷泵的处理

电荷泵电路参数需要参考我们开发板，这部分电路有比较大的噪声，需要远离音频输入输出电路。并且尽量的靠近CODEC放置。

2. 地的分割：

在模拟电路中，如果GND处理的不好，会引入大量的噪声，这种噪声是很致命的，因为它不仅影响系统的性能参数，甚至是可以听到的。这对于音频电路来说是个毁灭性的灾难。所以我们要特别注意地的独立性。

（1）“单点接地”

通常单点接地适用于频率较低的电路中（1MHz以下），在音频系统中也是常常采用的办法。我们可以使用一个小阻值的电阻或者磁珠将音频CODEC的模拟地和系统地进行隔离，这里的音频CODEC的模拟地，指的是mic，HP等与音频相关的模拟地（AGND），然后通过一个小的电阻或者磁珠与系统地（GND）连接起来。这样可以保证mic信号等容易受到干扰的模拟电流回路只在AGND的网络中，而系统地中的各种电源噪声，数字芯片噪声被限制在GND中，从而不会产生互相干扰。

（2）地层的分割

由于系统的复杂度，越来越多的PCB设计采用多层板，这对于模拟电路设计来说是有很大帮助的，这样我们可以获得一个较为完整的地层。通常我们的做法是，将系统地与音频CODEC地分隔开（单点接地），音频部分的器件摆放在音频CODEC地的区域内。对于4层或者4层以上PCB板，我们建议音频CODEC放在TOP层，第二层为GND层，在第二层中，也需要对CODEC所在的区域进行地的分割。

3. 模拟信号接口：

（1）MIC信号

对于CODEC的MIC输入，我们建议对MIC信号线和MICREF信号线，在隔直电容两端走线都按差分信号走线处理，这样能够获得最佳的MIC音频性能，减小外围的干扰。同时，隔直电容靠近CODEC放置。如果信号线周围有较大的干扰源，我们建议对MIC的输入信号进行包地处理，隔离噪声。

MIC的信号线越短越好。

MICREF信号线需要经过隔直电容再接地，接地的时候串接1K电阻来减少噪声。

（2）MICBIAS的处理

我们芯片内部提供了可调电压的MICBS输出，降低了开发的难度，对于MICBS，偏置电阻的阻值通常选择2.2K，同时最好并上一个0.1~1μF的电阻，以提供更为干净的偏置电压。对于像CL1026这样的CODEC，有两组MICBIAS的输出，如果MIC1和MIC2接的MIC输入是同源的，我们可以短接MICBIAS1和MICBIAS2，这样可以降低MICBIAS电源带来的噪声。（同源的意思就是MIC1和MIC2需要采集的信号是相近的。短接MICBIAS可能会有轻微串扰）

（3）MIC的隔直电容

对于MIC输入信号的隔直电容，不要大于1μF，过大的容值会导致芯片工作不正常。

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