音频电路PCB设计(精华篇)
MP3 PCB布局设计指南
整合性混合訊號解決方案印刷電路板（PCB）設計佈局指南SigmaTel D －主要應用註釋2004 年 2 月 0.3 版_____________________________________________________________正式產品文檔2004 年 2 月 5 日______________________________________________________________________________________________________________ 5-PCBLO-1.0-051303© 2001 年 SigmaTel 股份有限公司版權所有，保留一切權利。
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印刷電路板設計佈局指南SigmaTel D －主要應用註釋修訂記錄修訂日期說明原版發佈0.2 01/28/041. 在所有頁面上添加了以毫米和密爾為單位的尺寸。
0.3 02/05/042. 添加了有關 DCDC_GND 引腳接地的進一步闡釋。
手机PCB设计中音频器件设计需要注意的问题
手机PCB设计中音频器件设计需要注意的问题随着手机中音频功能性不断增加，但在电路板设计中，许多注意力仍集中在射频子系统上，音频电路受到的关注往往最少。
然而，音频质量，特别是具备高传真音质的特性，已成为影响一款高阶手机能否迅速为市场接受的关键点之一。
本文提供了一些建议，有助于确保实现一个布局良好且不牺牲音频质量的电路板。
对PCB布局工程师来说，今天的手机提出了终极挑战。
现代手机包含了可携式设备中所能找到的几乎所有子系统，如多种射频模块(包含蜂巢式、短距无线传输)；音频、视讯子系统；专用的应用处理器，以及为因应愈来愈多应用需求而增加的I/O布局，且每一个子系统都有彼此冲突的要求。
要在如此小型的空间中整合如此多复杂的子系统，要考虑的现实情况也包罗万象，除了同为射频子系统间可能产生的干扰外，各个不同子系统间可能由自身运作或是由布线引发的相互干扰、EMI问题等，都考验着手机PCB工程师的专业能力。
一款设计良好的电路板必须能够最大程度地发挥贴装在其上每一颗组件的性能，并避免不同系统间的干扰。
因为若各子系统之间产生相互冲突的情况，结果必然导致性能的下降。
建议的做法慎重考虑布局规划。
理想的布局规划应把不同类型的电路划分在不同的区域，以将干扰情况降至最低。
上图所示即为一款良好的布局规划。
尽可能使用差分讯号。
具有差分输入的音频组件可以抑制噪声。
隔离接地电流，避免数字电流增加模拟电路的噪声。
模拟电路使用星状接地。
音讯功率放大器的电流消耗量通常很大，这可能会对它们自己的接地或其他参考接地有不良影响。
将电路板上未用区域都变成接地层。
在讯号线迹附近执行接地覆盖(ground flood)，讯号线中不需要的高频能量可透过电容耦合接到地面。
不建议的做法在电路板上使用混合电路。
尽管手机的射频区一般都被认为是模拟的，但从射频区耦合到音频电路中的噪声可能被解调为可听见的噪声。
电路板上的模拟音频讯号布线太长。
太长的模拟音频线迹可能会吸收数字和射频电路的噪声。
有源音响电路制作
2
VEE
3 2 1 JP5A
VCC
自制的低音部分原 理图元件
音频插孔原理图元件 音频插孔元件实物 TDA2030原理图元件
1
L
2
GND
3
R
3
5
1 4
2
JP1B
JP4B
JP6B
1 2 3
2 3
1
2 3
1
4
1
4
1
2
5
W1 5k
2
5
2．调节指示部
6
3
W2 5K
LED1
分 原 理 图 LED2
2.制作其它元 件引脚封装
连接线插座封装 双连电位器封装 发光二极管封装 小电解电容封装
2.制作其它元件 引脚封装
TDA2030A封装 整流桥堆封装
2.制作其它元件引脚封装
自制电阻封装
A
大电解电容封装
B
调节指示板电路 板尺寸和元件定 位布局
任务3 制作各PCB板
调节指示板位于电脑音箱前部，它虽然元件不多，但 因为电位器的调节柄必须穿过音箱前面的面板，且发 光二极管也必须和面板孔对齐，所以电位器之间、发 光二极管之间的相对定位必须相当准确，否则电路板 安装时会出现困难。
调节指示板 电路板布局
2.调节指示板布线覆铜效果图
布局、定位元件后，接着可以设置布线规则、自动布线、手工修改、添加覆 铜区等操作，最终的参考效果如图所示。
低音电路板尺寸规划和元件布局
一． 本电路板功放GD（TDA2030）必须安装在音箱后盖散热板上，因此它的定位必 须比较精确，其定位参数为：第一管脚距电路左边框26.416mm，同时必须注意 电路板左上角安装孔的定位尺寸分别为X=4.572mm，Y=7.112mm。有定位要 求的元件还有音频输出插座PHONE1，它的第二焊盘距电路板左端15.24mm， 以上尺寸是根据电路板的安装位置、音箱外壳、散热板实物等利用卡尺测量的实 际尺寸。在实际制作电路板前还要充分考虑电路板的实际尺寸，并确定关键的定 位元件，测量好它们之间、它们和电路板边框之间的定位尺寸。
PGA2310电子音量PCB及原理图
PGA2310电子音量控制器此前级包含一块控制板和前级主板。
控制板硬件部分包含：ATMAGE16主控芯片，LCD1602液晶屏幕，EC11带按键旋转编码器，桥式整流和LM1117-5稳压IC，红外接收头及其他阻容元件。
控制板的特性和优点：1、此控制板是针对此配套PGA2310前级主板开发的，除此之外无须改动可兼容替换市面上所有采用PGA2310，PGA2311，PGA4311，CS3310等芯片的产品。
2、控制板上包含有独立的整流稳压电路，即可单独采用交流5~8V或直流5-12V（只需断开整流部分）为控制板提供电源。
3、多达7路的继电器控制输出，其中3组作为前级主板上的音源输入切换，1组作为音源输出，另外3组为扩展输出控制，可用作本机电源或其他设备（诸如CD，后级功放等设备电源控制）的控制。
4、作为唯一的面板操作器件--EC11旋转编码器，大大简化操作面板。
可实现360度旋转音量调节，音源切换及系统菜单设置。
（具体设置操作方式，见后），手感和可操作性优于普通电位器。
5、自主开发的控制程序。
极具人性化和可操作性。
6、代表本机先进性的控制设置，3级菜单显示，实现3路音源切换、静音、最大和最小增益设定（-91.5dB--31.5dB）、音量步进值设定（0.5dB--10dB）、音量显示3种模式设定（步近值、百分比、dB）。
每路音源可单独定义音量值。
以上的每种设定都能自动保存，以便断电后再次开机仍然为上一次的设定。
7、代表本机先进性的红外设置，可采用市面上或现有常见的大部分红外遥控器（只要NEC 编码格式的），对每个单独操作功能进行红外对码，任意按键设置（屏幕显示遥控按键编码，这对爱好和编写单片机红外遥控程序的人来说很有意义）。
用户无需订购专用的红外遥控器，只要利用手头剩余遥控器或与其他电器剩余的遥控器按键整合。
在节省成本同时，便于日后遥控器损坏和丢失等问题的解决。
8、鉴于ATMAGE16强大性能，控制板仍预留10组IO接口，在升级程序后可以将输入或输出接口扩展达17组，也就是说可再增加遥控至少10台设备。
音频电路PCB布线
蜂窝电话电路板布线是PCB布线工程师所面临的极大挑战，现代蜂窝电话几乎囊括了便携式的所有子系统，每个子系统都有相互矛盾的需求。
一个设计完美的PCB必须在充分发挥每个互联设备性能优势的同时，避免子系统之间的相互干扰，因此，对于相互冲突的要求不得不对每个子系统性能进行折衷考虑。
虽然蜂窝电话的音频功能在持续增加，但给予音频电路PCB布线的关注却很少。
元件布局任何PCB设计的第一步当然是选择每个元件的PCB摆放位置。
仔细的元件布局可以减少信号互连、地线划分、噪音耦合以及电路板的占用面积。
蜂窝电话包含数字电路和模拟电路，为了防止数字噪声对敏感的模拟电路的干扰，必须将二者分隔开。
把PCB划分成数字区和模拟区有助于改善此类电路布线性能，虽然蜂窝电话的RF部分通常被当作模拟电路处理，但许多设计中需要关注的一个共同问题是RF噪声，需要防止RF噪声耦合到音频电路，经过解调后产生听觉噪音。
为了解决这个问题，需要把RF电路和模拟电路中的音频电路尽可能分隔开。
将PCB划分成模拟、数字和RF区域后，需要考虑模拟部分的元件布置。
元件布局要使音频信号的路径最短，音频放大器要尽可能靠近耳机插孔和扬声器放置，使D类音频放大器的EMI辐射最小，耳机信号的耦合噪音最小。
模拟音频信号必须尽可能靠近音频放大器的输入端，使输入耦合噪声最小。
所有输入引线对RF信号来说都是一根天线，缩短引线长度有助于降低相应频段的天线辐射效应。
图1给出的是一个不合理的音频元件布局，其中比较严重的问题是音频放大器离音频信号输入太远，由于引线从嘈杂的数字电路和开关电路附近穿过，从而增加了噪音耦合的几率。
较长的引线也增强了RF天线效应。
在GSM蜂窝电话中，采用的是GSM技术，这些天线能够拾取GSM发射信号，并将其馈入音频放大器。
几乎所有放大器都能一定程度上解调217Hz包络，在输出端产生噪音。
糟糕时，噪音可能会将音频信号完全淹没掉，缩短输入引线的长度能够有效降低耦合到音频放大器的噪声。
PGA2310电子音量PCB及原理图
PGA2310电子音量控制器此前级包含一块控制板和前级主板。
控制板硬件部分包含：ATMAGE16主控芯片，LCD1602液晶屏幕，EC11带按键旋转编码器，桥式整流和LM1117-5稳压IC，红外接收头及其他阻容元件。
控制板的特性和优点：1、此控制板是针对此配套PGA2310前级主板开发的，除此之外无须改动可兼容替换市面上所有采用PGA2310，PGA2311，PGA4311，CS3310等芯片的产品。
2、控制板上包含有独立的整流稳压电路，即可单独采用交流5~8V或直流5-12V（只需断开整流部分）为控制板提供电源。
3、多达7路的继电器控制输出，其中3组作为前级主板上的音源输入切换，1组作为音源输出，另外3组为扩展输出控制，可用作本机电源或其他设备（诸如CD，后级功放等设备电源控制）的控制。
4、作为唯一的面板操作器件--EC11旋转编码器，大大简化操作面板。
可实现360度旋转音量调节，音源切换及系统菜单设置。
（具体设置操作方式，见后），手感和可操作性优于普通电位器。
5、自主开发的控制程序。
极具人性化和可操作性。
6、代表本机先进性的控制设置，3级菜单显示，实现3路音源切换、静音、最大和最小增益设定（-91.5dB--31.5dB）、音量步进值设定（0.5dB--10dB）、音量显示3种模式设定（步近值、百分比、dB）。
每路音源可单独定义音量值。
以上的每种设定都能自动保存，以便断电后再次开机仍然为上一次的设定。
7、代表本机先进性的红外设置，可采用市面上或现有常见的大部分红外遥控器（只要NEC 编码格式的），对每个单独操作功能进行红外对码，任意按键设置（屏幕显示遥控按键编码，这对爱好和编写单片机红外遥控程序的人来说很有意义）。
用户无需订购专用的红外遥控器，只要利用手头剩余遥控器或与其他电器剩余的遥控器按键整合。
在节省成本同时，便于日后遥控器损坏和丢失等问题的解决。
8、鉴于ATMAGE16强大性能，控制板仍预留10组IO接口，在升级程序后可以将输入或输出接口扩展达17组，也就是说可再增加遥控至少10台设备。
47耳放制作HIFI耳机放大器-PCB-电路图-及全套设计资料(吐血推荐)
对于47耳放的完美改进制作高保真耳机放大器之前一直折腾功放听桌面音箱，半年前忽然打算用用耳机了，于是入了森海的HD595。
虽然50欧的阻抗不算高，但是要发挥出设备的实力耳放还是少不了的。
所以，决定自己动手做一个耳放。
这期间参考了大量关于耳放的资料，最终决定以47耳放电路为基础并加以改进制作一个比较完美的耳机放大器。
便动手做了起来。
一、放大部分47耳放是一位外国人设计的电路，电路如图。
因为电路中有较多以47为参数的元件所以称作47耳放。
传说中的47耳放结构其实是很简单的，第一级运放进行负反馈控制放大倍数进行比例放大，第二个运放进行电压跟随，降低放大器内阻，增加了输出电流，并做声音修饰。
两个运放输出经过两个47欧匀流电阻输出致耳机。
因为反馈取样点在47电阻之后，所以不用考虑电阻带来的损耗。
曾经在网上看过很多47耳放的PCB设计，虽然47耳放的电路十分简单，但是很多PCB却存在着或多或少的布线问题，有些抗干扰能力不是很强，甚至在淘宝上看到很多看似很漂亮的板子却有很大的交流声。
所以自己决定做一个比较完美的47耳放以便把这个电路的能力发挥出来。
于是，开工了。
首先线路图电路没有添加音量电位器，只做了放大部分。
这样一来功能比较独立，方便以后的各种组合。
47原设计使用的运放是OPA2132，这个运放是FET输入型的，所以内阻极高。
而且在低电压下可以正常工作，失调电压与失调电流极小，算是比较高档的运放了。
当然OPA2132的价格也是很高档的。
我作为0收入人士必然不能把这种高档传承下去，于是我选用了这年头满大街都是的NE5532。
NE5532虽然指标相对于OPA2132较差，但是工作于+-15V时音色总体来说还是比较讨人喜欢的。
单片5532耗电相对较大，两片并联就更不用说了，双15V下耗电可想而知。
这就意味着这款耳放将要脱离便携式耳放的范畴转型向台式耳放了。
由于5532失调电压较高而且又是NPN管输入的，如果使用原设计必然会引来较大的输出中点漂移，经过测试最大有30多MV。
有源音箱PCB板制作
4
1
为双连电位器，由于在
一般的元件库中没有该
原理图元件图形，所以 2
5
必须自制，自制的原理
图元件如图所示。
6
3
高音和电源部分原理图如下页图所示 ，由元件参数基本相同的左、右声道 组成，所以可以采取画好一个声道后 复制、修改的方法绘制另一个声道， 加快原理图的绘制速度和效率，其中 桥堆D1采用原理图库元件Bridge1 。
10K 100n
4 2
C2B
3
R2B
R4B
5.1K 2n2
33K C6B
R3B
510
100uF
VEE
C5B 10uF
R5B 10
C7B 104
JP6A
1 2 3
R20 1K
3 2 1 JP5B
R21 1K
VCC
PC3 103
PC4 103
VEE
PC1 4700uF
1
PC2 4700uF
4
2
D1 3
1 2 3
C18 104
RSP
1
2
VEE
3 2 1 JP5A
VCC
5
GND
1 4
2
R
L
3
2
1
3
音频插孔元件实物
音频插孔原理图元件
TDA2030原理图元件
JP 1B
JP 4B
JP 6B
1 2 3
2 3
1
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4
1
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5
W1 5k
2
5
W2
5K
6
3
6
3
LED1
PCB在音响设备中的应用及设计
PCB在音响设备中的应用及设计在现代音响设备中，印刷电路板（Printed Circuit Board，简称PCB）扮演了重要的角色。
它作为电子设备的重要组成部分，连接和支持各个电子元件，同时提供稳定的电气连接和适当的信号传输。
本文将探讨PCB在音响设备中的应用及设计原则。
一、PCB在音响设备中的应用1. 信号传输音响设备通常需要传输各种类型的信号，例如音频、视频和控制信号。
PCB通过其复杂的电路网络来传输这些信号，确保其保真度和稳定性。
通过合理布局和电路设计，PCB可以减少信号噪音和干扰，提高音响设备的音质和性能。
2. 功放电路功放电路是音响设备中不可或缺的一部分，它负责将输入的微弱信号放大到适当的水平以驱动扬声器。
在PCB中设计功放电路时，需要考虑功率传输、温度控制和防止干扰等因素。
通过合理选择电子元件和优化布线，可以实现高效的功放设计。
3. 控制电路音响设备通常需要具备各种控制功能，如音量调节、均衡器和音效调节等。
PCB作为控制电路的载体，可以提供合适的接口和连接，使得用户可以方便地操作设备并调节各项参数。
同时，PCB还可以与其他电子元件进行连接，实现音响设备与外部设备的互联互通。
4. 电源电路音响设备需要稳定可靠的电源供应，以保证其正常工作。
PCB在音响设备中承担了电源电路的设计和布线任务。
合理设计电源电路可以提供稳定的电压和电流输出，减少电源噪音和波动，保护音响设备与其他电子元件。
二、PCB在音响设备中的设计原则1. 网格布局在设计PCB时，采用网格布局能够提高电路的整体组织性和美观度。
通过网格布局，可以使得电路板上的线路、元件和连接更加均匀地分布，减少信号干扰和电路噪音。
2. 地线设计地线是音响设备中很重要的一部分，它负责将电路中的“地”连接起来，并提供电流回路。
在PCB设计中，需要合理布局和规划地线，以确保其稳定的传输效果，并降低信号干扰。
3. 信号分层在高性能音响设备中，为了降低信号互相干扰，可以使用信号分层的设计方法。
手机音频PCB设计
手机音频PCB设计
一.音频功放
1.功放相邻层的地要完整。
2.功放输入脚为敏感区域。
与电源或数字信号线隔离。
3.输入电容电阻靠近AMP，反馈电阻靠近AMP。
功放放置：对于模拟功放推荐靠近基带IC；对于D类功放，要求功放输出到喇叭之间的走线最短。
二.滤波网络
1.ESD器件：ESD器件接地不平衡可能引起电流声。
需layout保障。
2.对地电容：对地滤波电容的接地点，集中在一块完整地上，且与主地连接良好。
放置位置：对于MIC，REC，SPK的滤波网络需要靠近器件集中放置。
避免分散放置导致音频走线上过多via。
三.音频信号走线
1.走线宽度要求：麦克风信号线6mils，受话器信号线6~8mils，音频功放输入信号线6~8mils，音频功放输出信号线12~16mils；且注意保证经过串联器件后宽度一致。
音频功放的电源线（VBAT）15mils以上。
2.音频走线上、下、左、右、完整包地。
3.绝对避免平行的数字走线（时钟线、数字总线、控制总线等）和电源线（VBAT、VDD、AVDD等）等幅度很高的走线，如果不可避免情况下，可接受垂直交叉走线
4.走线间距：要求遵循3-W规则；目的使走线间的耦合最小。
要求走线间中心距离间隔必须是单一走线宽度的3倍。
特别的：针对差分走线，差分对之间的间隔为2W。
过孔与信号线同样处理。
5.避免在净空区走线。
双音调铃声发生器电路PCB图设计
双音调铃声发生器电路PCB图设计
一、实验目的
1、学会元件封装的放置
2、熟练掌握PCB绘图工具
3、熟悉手工布局、布线
二、实验内容
设计由555芯片组成的双音调发生器电路的PCB图，原理图如下图所示。
三、实验步骤
1、启动Protel 99 SE，新建文件“由555芯片组成的双音调发生器电路.PCB”，进入
PCB图编辑界面。
2、手动规划电路板尺寸。
3、装入制作PCB时比较常用的元件封装库，如Advpcb.ddb、DC to DC.ddb等。
4、放置元件封装及其他一些实体，并设置元件属性、调整元件位置。
查阅教材附录找
出该电路所需元件的封装形式及所属元件库数据。
5、按照电路原理图进行布线。
PCB图见附图
四、思考题
如何添加中间信号层和内部板层？如果想调整工作层的位置应如何操作？。
mp3的pcb电路板的设计经验
mp3的pcb电路板的设计经验在纠结n多天后，这块，自主研发的mp3电路板终于画好了，其过程那可真叫一个纠结阿，那线布的，蜿蜒曲折，好似游龙戏水一般，呵呵。
不过纠结了半天，总算是画出来了，貌似还像这么回事，本次布线和上次有所不同，上次是自己做，这次是直接去工厂打样，所以各方面都精细了一些，这次线宽用的是7个mil，过孔是20个mil，板子的尺寸是10*5厘米，而且大部分电阻电容，采用0805封装的贴片，其实应该用0603更好些，但考虑手上，没有现货和不好焊接等原因，所以还是决定采用0805的，部分用的是1206的。
还有一个100角的芯片，和一个48角的芯片，手上，所有的材料，基本上就只够把工艺做到这份上了。
下面就是打样，还不知道打回来是啥个样子了，能不能用也不能保证废话不多说，上图上面是刚从原理图导入pcb的时候，看起来，东西好多这是把东西都塞里面时的景象，上面没有放置元件是因为要为液晶的布线提供空间，底下的东西还是挺多挺乱的。
还有一个问题，就是sd卡还有电池的封装实在是太大了，占了一大部分空间，所以下回再改进的时候，电池改用小电池，或超级电容，而sd卡则要改为迷你sd 卡。
还有一个问题就是这次布线使用的电源芯片封装也很大。
所以也列为以后改进的目标。
这是打开飞线显示的状态，当时看着有点纠结，有点想哭的感觉。
布了N-n天以后的样子，貌似出具规模了吼虽然飞线还是有的，但大部分已经都连上了，随着大面布线的完成，纠结郁闷，挠头，晴天霹雳的事情也接踵而至的来了。
那就是走线慢慢的搅在了一起。
因为只有两层板，在这两层板中，要布电源，地，模拟，数字信号等线，再加上很多禁忌，比如晶振下面不能走线，芯片下面不能走线等等，不过最后还是在芯片下面走的过孔，到目前为止，我还有点担心，板子回来以后，由于芯片下面的过孔产生干扰或者对信号完整性有破坏。
现在只能祈祷上天，72M的信号，不会产生太多的问题。
这是纠结了N天以后，也就是今天的样子，本来想能规避一些禁忌就多规避一些禁忌，结果，都怪我功力太浅，全破戒了估计下一步只有还俗了这是打开顶层丝印层和底层丝印层以后的样子这是铺地以后的样子，太难看了。
手机PCB音频设计中的注意事项
手机PCB音频设计中的注意事项手机PCB音频设计中的注意事项现如今手机功能越来越丰富，毫无例外的对其音频功能的高与低也是越来越重视。
所以其音频能力也必须提高或改进。
虽然语音呼叫可依然使用单声道且保真度相对较低，但音乐和视频功能却需要使用更高的采样速率来实现高质量的立体声再现。
这两个音频流是相互独立的，但由于两者共享同一个头戴耳机、喇叭或麦克风，所以它们必须能够无缝地协同工作。
同不带语音流的纯多媒体系统相比，这种带两套音频的系统复杂性大大提高。
同时，在移动系统的印刷电路板空间、电功率、CPU周期和元件成本等方面，它与其它手机系统一样受到严格的限制。
虽然把额外电路集成在现有的IC上所增加的占位面积相对较小，但这可能导致消耗的功率太大或增加的成本太多而令人难以接受。
另一个长期影响手机音频质量的问题就是干扰。
由于RF电路以及数字IC发出电子噪声而且没有足够的空间使音频电路与这些噪声源保持较大的物理距离，难以使模拟信号保持“洁净”。
解决这些问题最好方法是“防”、“治”结合——防：精心设计电路板布局并采用差分连接，从而尽可能减小耦合在音频信号的噪声量；治：尽可能滤掉已经夹杂在信号中的噪声。
建议* 以差分方式连接麦克风，从而消除噪声源在携带麦克风信号的电路板走线中感应出的电气噪声。
这种方法在正负信号走线对称布置并相互接近时(每条走线中感应出的噪声相同)效果最好。
这个技巧对于电容式麦克风(输出幅度低，对给定量的噪声信噪比偏小)尤为有用。
* 对语音信号和高保真音频信号使用由分离的A/D、D/A转换器和信号处理电路组成的双音频电路。
这种方式可在节省语音处理功耗的同时保证高保真音频的质量。
如果对这两类信号使用单个音频路径将需要做出不希望的折衷。
另外，双音频IC也通常带有两个单独的音频接口，可以不必进行采样速率转换。
* 使用数字信号增强技术：比如，在录音路径上加入陷波滤波器以消除在GSM电话中由RF功放产生的频率为217Hz的突发噪声(burst noise)或其它窄带噪声；在回放路径上，使用高通滤波器来抑制风噪声和使用动态尖峰压缩技术来提高小型扩音器的可感测音量。
47耳放制作HIFI耳机放大器-PCB-电路图-及全套设计资料(吐血推荐)
对于47耳放的完美改进制作高保真耳机放大器之前一直折腾功放听桌面音箱，半年前忽然打算用用耳机了，于是入了森海的HD595。
虽然50欧的阻抗不算高，但是要发挥出设备的实力耳放还是少不了的。
所以，决定自己动手做一个耳放。
这期间参考了大量关于耳放的资料，最终决定以47耳放电路为基础并加以改进制作一个比较完美的耳机放大器。
便动手做了起来。
一、放大部分47耳放是一位外国人设计的电路，电路如图。
因为电路中有较多以47为参数的元件所以称作47耳放。
传说中的47耳放结构其实是很简单的，第一级运放进行负反馈控制放大倍数进行比例放大，第二个运放进行电压跟随，降低放大器内阻，增加了输出电流，并做声音修饰。
两个运放输出经过两个47欧匀流电阻输出致耳机。
因为反馈取样点在47电阻之后，所以不用考虑电阻带来的损耗。
曾经在网上看过很多47耳放的PCB设计，虽然47耳放的电路十分简单，但是很多PCB却存在着或多或少的布线问题，有些抗干扰能力不是很强，甚至在淘宝上看到很多看似很漂亮的板子却有很大的交流声。
所以自己决定做一个比较完美的47耳放以便把这个电路的能力发挥出来。
于是，开工了。
首先线路图电路没有添加音量电位器，只做了放大部分。
这样一来功能比较独立，方便以后的各种组合。
47原设计使用的运放是OPA2132，这个运放是FET输入型的，所以内阻极高。
而且在低电压下可以正常工作，失调电压与失调电流极小，算是比较高档的运放了。
当然OPA2132的价格也是很高档的。
我作为0收入人士必然不能把这种高档传承下去，于是我选用了这年头满大街都是的NE5532。
NE5532虽然指标相对于OPA2132较差，但是工作于+-15V时音色总体来说还是比较讨人喜欢的。
单片5532耗电相对较大，两片并联就更不用说了，双15V下耗电可想而知。
这就意味着这款耳放将要脱离便携式耳放的范畴转型向台式耳放了。
由于5532失调电压较高而且又是NPN管输入的，如果使用原设计必然会引来较大的输出中点漂移，经过测试最大有30多MV。
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音频电路PCB设计（精华篇）
元件布局
任何PCB设计的第一步当然是选择每个元件的PCB摆放位置。
仔细的元件布局可以减少信号互连、地线划分、噪音耦合以及电路板的占用面积。
蜂窝电话包含数字电路和模拟电路，为了防止数字噪声对敏感的模拟电路的干扰，必须将二者分隔开。
把PCB划分成数字区和模拟区有助于改善此类电路布线性能，虽然蜂窝电话的RF部分通常被当作模拟电路处理，但许多设计中需要关注的一个共同问题是RF噪声，需要防止RF噪声耦合到音频电路，经过解调后产生听觉噪音。
为了解决这个问题，需要把RF电路和模拟电路中的音频电路尽可能分隔开。
将PCB划分成模拟、数字和RF区域后，需要考虑模拟部分的元件布置。
元件布局要使音频信号的路径最短，音频放大器要尽可能靠近耳机插孔和扬声器放置，使D类音频放大器的EMI辐射最小，耳机信号的耦合噪音最小。
模拟音频信号必须尽可能靠近音频放大器的输入端，使输入耦合噪声最小。
所有输入引线对RF信号来说都是一根天线，缩短引线长度有助于降低相应频段的天线辐射效应。
图1给出的是一个不合理的音频元件布局，其中比较严重的问题是音频放大器离音频信号输入太远，由于引线从嘈杂的数字电路和开关电路附近穿过，从而增加了噪音耦合的几率。
较长的引线也增强了RF天线效应。
在GSM蜂窝电话中，采用的是GSM技术，这些天线能够拾取GSM发射信号，并将其馈入音频放大器。
几乎所有放大器都能一定程度上解调217Hz包络，在输出端产生噪音。
糟糕时，噪音可能会将音频信号完全淹没掉，缩短输入引线的长度能够有效降低耦合到音频放大器的噪声。
图1:不合理的元器件布局结果。
图1所示元件布局还存在的另外一个问题是运放距离扬声器和耳机插座太远。
如果音频放大器采用的是D类放大器，较长的耳机引线会增大该放大器的EMI辐射。
这种辐射有可能
导致设备无法通过各地政府制定的测试标准。
较长的耳机和麦克风引线还会增大引线阻抗，降低负载能够获取的功率。
最后，因为元件布置得如此分散，元件之间的连线将不得不穿过其它子系统。
这不仅会增加音频部分的布线难度，也增大了其它子系统的布线难度。
图2给出了与图1所示相同元件的另一种排列，重新排列的元件能够更有效地利用空间，缩短引线长度。
注意，所有音频电路分配在耳机插孔和扬声器附近，音频输入、输出引线比上述方案短得多，PCB的其它区域没有放置音频电路。
这样的设计能够全面降低系统噪音，减小RF干扰，并且布线简单。
图2：合理的元件布局结果图。
信号通路设计
信号通路对音频输出噪音和失真的影响非常有限，也就是说为了保证性能需要提供的折衷措施很有限。
扬声器放大器通常由电池直接供电，需要相当大的电流。
如果使用长而细的电源引线，会增大电源纹波。
与短而宽的引线相比，又长又细的引线阻抗较大，引线阻抗产生的电流变化会转变成电压变化，馈送到器件内部。
应该尽可能使用差分信号。
差分输入具有较高的噪声抑制，使得差分接收器能够抑制正、负信号线上的共模噪声。
为充分利用差分放大器的优势，布线时保持相同的差分信号线对的长度非常重要，使其具有相同的阻抗，二者尽可能相互靠近使其耦合噪声相同。
放大器的差分输入对抑制来自系统数字电路的噪声非常有效。
接地规则
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。
不合理地线会导致较大的信号失真，产生高噪声、强干扰，并降低RF抑制能力。
设计人员很难在地线布局上投入大量时间，但仔细的地线布置能够避免许多棘手问题。
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。
保证地线任意一点的电压相同看似简单，实际则是不可能的。
所有引线都具
有阻抗，只要地线有电流流过，就会产生相应的压降。
电路引线还会形成电感，这意味着电流从电池流向负载，然后返回电池，在整个电流通道上存在一定的电感。
工作在较高频率时，电感将增大地线阻抗。
为特定的系统设计最佳的地线布局并非易事，这里给出了适用于所有系统的一般性规则。
1.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。
地层的断点会使地电流流过更大的环路。
2.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。
3.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，所有地电流都将返回这个接地点。
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，因为它们会影响数字信号返回电流。
4.将旁路电容的效能发挥到最大化——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。
另外，电容必需具有较低的接地阻抗，从而降低电容的高频阻抗。
电容的接地引脚应直接到接地层，不要通过一段引线后再接地。
5.将所有不使用的PCB区域覆铜用作为地层——两片铜箔彼此靠近时，它们之间就会形成一个小的耦合电容。
在信号线附近布上地线，信号线上的高频噪声会被短路到地层。
接地设计
图3是一个具有较好接地分布的电路板实例，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。
图3.：不同类型的电路布置到不同区域。
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。
本文小结
设计良好的PCB板是一件耗时，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布线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。
如果这时再采取措施的话，可能为时已晚，很难解决所面临的问题，还需要投入更多的时间、花费更大的精力，有时还不得不添加额外的元件，增加系统成本和复杂性。