順芯CODEC應(yīng)用電路設(shè)計及PCB LAYOUT注意事項

1、2012-07-311ES8388應(yīng)用電路設(shè)計入PCB LAYOUT注意事項1. 盡可能用一個專用的LDO 為音頻CODEC 供電.2 2. 使用一個小電阻將音頻CODEC 的A VDD 和HPVDD 隔離.2 3. 將音頻地與系統(tǒng)地隔離.3 4. 電源退耦合電容和VMID, VREF，ADCVREF 的濾波電容.55. MICROPHONE 電路的處理.66.I2S 信號的處理.7C o nf i de nt i al2012-07-312像ES8388這樣的音頻CODEC ，在電路設(shè)計和PCB LAYOUT的時候，應(yīng)該當(dāng)作模擬器件來對待。音頻CODEC 通常對噪聲很敏感。因此，在電路設(shè)計和

2、PCB LAYOUT過程中，必須給予更多的關(guān)注。下面是一些需要注意的地方。1. 盡可能用一個專用的LDO 為音頻CODEC 供電音頻CODEC 通常對噪聲很敏感。一定要為音頻CODEC 提供一個干凈的、與系統(tǒng)電源相互隔離的電源。 為了獲得最好的音頻性能，推薦采用一個專用的LDO 為音頻CODEC 供電。如下圖所示 但在實際應(yīng)用中，音頻CODEC 可能會與CPU 、MEMORY 等噪聲較大的器件共享同一個電源。在這種情況下，如果因為BOM 成本或別的原因，導(dǎo)致不能為音頻CODEC 提供一個專用的LDO ，那么請使用一個RC 濾波器將音頻CODEC 的電源與系統(tǒng)電源相隔離。下面就是用RC 濾波器隔

3、離音頻CODEC 電源的例子。2. 使用一個小電阻將音頻CODEC 的AVDD 和HPVDD 隔離HPVDD 電源用于驅(qū)動16歐姆或32歐姆耳機負載，AVDD 電源是用音頻CODEC 的模擬核心電源。通常對AVDD 電源的噪聲要求比較嚴格。在音頻CODEC 驅(qū)動耳機的時候，HPVDD 通常會因為耳機負載上較大的電流變化而發(fā)生輕微的抖動，用示波器可以看到這種情況。如果HPVDD 和AVDD 接在一起，共用同一個電源，那么，HPVDD 上的抖動將影響AVDD ，這會導(dǎo)致THD+N、SNR 、CROSSTALK 等主要音頻指標變得差一些。所以，在實際的應(yīng)用中，我們建議用1歐姆或4.7歐姆的電阻去隔離

4、AVDD 和HPVDD 。在AVDD 和HPVDD 腳上，會安裝一些退耦電容，這個小電阻與這些電容形成形濾波電路，從而穩(wěn)定AVDD 上的電源電壓。請參考下面的電路，R6被用于隔離AVDD 和HPVDD 。請注意HPVDD 直接接到LDO 的輸出上，而AVDD 則被電阻R6隔離。C o nf i de nt i al2012-07-31 33. 將音頻地與系統(tǒng)地隔離在GND 線路上，通常流動著系統(tǒng)中各種信號的GND 返回電流。如下圖所示： GNDGND通常GND 返回電流Ireturn 的變化比較大，如果GND 處理得不好，就會導(dǎo)致GND 電位明顯浮動。對于音頻CODEC 來講，這種GND 電位

5、變化也是一種明顯的噪聲，而且往往這種噪聲很難消除。一個正確的處理辦法是將音頻GND 和系統(tǒng)的GND 分開，使音頻GND 的返回電流與系統(tǒng)GND 的返回電流沒有公共的返回路徑或盡量減少公共的返回路徑。有兩種GND 的處理方式， 1. 用一個小電阻或磁珠做GND 隔離。如下圖所示。這種情況通常在沒有完整的GND 層，而且很難分割出一個完整的音頻GND 的時候使用。我們通常將音頻CODEC 、音頻功放、MICROPHONE 等與音頻相關(guān)的器件的GND 定義為音頻GND(AGND，然后用一個小電阻或磁珠與系統(tǒng)地（GND ）連接起來。這樣可以保證音頻的返回電流只在AGND 網(wǎng)絡(luò)中流動，然后通過小電阻或磁

6、珠返回到GND 。而其他噪聲較大的器件的返回電流被約束在GND 網(wǎng)絡(luò)中，不會干擾音頻GND 。 下面是一個示例l PCB LAYOUT指南即使已經(jīng)用小電阻或磁珠將系統(tǒng)地和音頻地隔離了，但在PCB LAYOUT時還是不得不加以小心。在器件擺放時，一定要將與音頻GND 相關(guān)的器件擺放在一起。由于音頻GND 上的返回電流最后仍然會通過小電阻或磁珠返回到系統(tǒng)地，所以，在一定程度上，系統(tǒng)地與音頻地會共用返回路徑。在LAYOUT 時，要注意盡量減少他們之間共用的返回路徑，也就是說要仔細考慮音頻器件的布局及小電阻或磁珠的擺放位置。 下面是一個簡單的示例，C o nf i2012-07-3142. 在GND

7、層分割出音頻GND 區(qū)域和系統(tǒng)GND 區(qū)域在有完整的GND 層的時候，可以通過分割GND 區(qū)域的方式，將GND 分割成音頻GND 和系統(tǒng)GND 區(qū)域。音頻器件擺放在音頻GND 區(qū)域內(nèi)。這種情況下，音頻GND 和系統(tǒng)GND 擁有相同的網(wǎng)絡(luò)名稱:GND，但是由于GND 被分割成不同的區(qū)域，音頻GND 的返回電流不會受其他返回電流的干擾。² PCB LAYOUT指南在進行GND 層分割時，要保證分割后的音頻返回電流與其他返回電流擁有盡量少的公共路徑，它們之間的干擾越小越好。下面是一個示例，C o n f i d e nt i a l2012-07-315 4. 電源退耦合電容和VMID,

8、VREF，ADCVREF 的濾波電容為了獲得較好的音頻性能，VMID 、VREF 、ADCVREF 腳上一定要安裝濾波電容，電容值最小為4.7uF ，可以使用陶瓷電容作為濾波電容。對于AVDD 、HPVDD 、DVDD 、PVDD 這四個電源輸入腳，也一定要安裝退耦電容，尤其是AVDD 和HPVDD 上。電容值最小4.7uF , 可以使用陶瓷電容作為退耦電容。下面是一個例子，請注意紅色標記部分。下面的表格是濾波電容和退耦電容的值Pins 最小值 推薦值 AVDD, HPVDD, DVDD, PVDD 4.7uF , Ceramic Capacitor is ok 10uF, Ceramic C

9、apacitor is ok VREF, ADCVREF, VMID 4.7uF , Ceramic Capacitor is ok 10uF, Ceramic Capacitor is ok² PCB Layout 指南這些退耦電容和濾波電容LAYOUT 時必須盡量靠近CODEC 的位置擺放。VREF 、ADCVREF 和VMID 上的濾波電容請擺放在與CODEC 相同的PCB 層上，這樣一來，在VREF 、ADCVREF 、VMID 的走線上就不存在過孔的感抗效應(yīng)，保證更好的濾波效果。請參考下面的例子中退耦電容和濾波電容的擺放方式。C1-C12是電源退耦電容。C13-C17是VR

10、EF 、ADCVREF 和VMID 腳的濾波電容，它們與CODEC 一樣都安裝在Top 層。C o nf i de nt i alES8388 ES8388 應(yīng)用電路設(shè)計及 PCB LAYOUT 注意事項 5. MICROPHONE 電路的處理 推薦使用差分 MIC 電路，這種電路柯以獲得更好的 MIC 音頻性能，比如更大的 MIC 音量、更高的 MIC SNR。請參考 下面的 MIC 電路 6 C on fid en tia 2012-07-31 l ES8388 ES8388 應(yīng)用電路設(shè)計及 PCB LAYOUT 注意事項 請注意， ES8388 沒有專用的 Microphone 偏置電壓

11、輸出腳。 因此， 在上面的 MIC 電路中， AVDD 被當(dāng)作 MIC 偏置電壓， 使用了一個 RC 濾波電路來濾掉 AVDD 上的噪聲，使 MIC 獲得一個干凈的偏置電壓。 ² PCB Layout 指南 MIC 信號應(yīng)當(dāng)被當(dāng)成模擬小信號來對待，因為它的幅度通常小于 10mV。因此，它很容易被高頻噪聲源污染。在 PCB LAYOUT 時，建議使用包地的方式來處理 MIC 信號走線，尤其是 MIC 信號走線較長的時候。 6. I2S 信號的處理 我們建議 I2S 信號的走線長度基本相等。最好在 I2S MCLK、I2S SCLK、I2S LRCK 上串聯(lián) 33 歐姆的小電阻。如果走 線過長，比如超過 1