星期六, 19 12月 2020 20:43

基于炬芯(Actions) ATS2819的TWS蓝牙音箱方案

5月31日,荣耀在上海举行新品发布会,潮配家族也迎来“大音量重低音、单手可握、双组合立体声”的荣耀魔方蓝牙音箱。6月21日nova 5系列发布会上,华为还带来了多款周边产品,包括专为nova 5定制的mini蓝牙音箱。

一、总体说明
1.1模块划分
         ATS2819/ATS2819P标准应用方案主要分为以下功能模块:
         Power Supply,BlueTooth,Audio Input/Output(包括codec、I2C、SPDIF),FM Receiver,disaplay(LED&LCD),USB,SPI NOR Flash Memory,SD/MMC/MS Card等。         
1.2原理图设计总体原则
1原理图设计需要按照方案规格的要求实现各项硬件功能,尽量避免功能模块相互间的资源冲突。如果存在I/O复用,接收复用等情况,除了需注意检查I/O上电状态,接口时序等,还需要注意复用的SIO工作频率与工作电压域是否符合要求(如WIO),确保功能设计正确实现。
2原理图设计要求性能达到要求。如稳定性,启动电压,功耗,ESD,EMI等。要注意检查模块电源开关状态,选择的原件标称及精度、材质,接口保护组件和EMI滤波器等。
3系统时钟26MHZ,要求CL为7~9PF,精度为+-10PPM。这样才能保证系统能正常工作。
        4当设计PCB受限于模具大小时,各个模块无法保证均能得到最优的布局布线(如滤波电容要求靠近IC、走在线要求尽量少的过孔与尽可能短的走线)。因为在此给出一个模块优先级以供设计人员参考,从而提高方案设计的效率,增加一版work的可行性。将优先级以阿拉伯数据排列,1位最高:        
1.3 PCB设计总体说明
         1 PCB设计推荐2层板。底线的铜箔尽量大且完整,使用地线将高速信号包住,或者通过地线将敏感信号和干扰源隔离开。
         2 ATS2819/ATS2819P有AGND与GND两个地,其中AGND为模拟地,layout时要注意分地处理。
         3 组件布局尽量将敏感组件放在PCB中间,如主控,Flash,晶体等。而将其他非敏感组件放在PCB边缘,以减少敏感组件受静电放电损坏的几率。
         4 如有EPAD的器件,需要多打地孔。
         5 IO扣的控制线、时钟线和数据信号走线,一般走5~6mil,模拟的音频线一般走8mil。对于电源走线,可根据电流的大小来决定,一般会在15~25mil之间。
         6 整个PCB的地平面要完整、连通。如器件过多或板子面积小,尽量保证有一面的低完整并多打地孔。ESD器件到电池地有一块完整连通的地平面。
1.4模具设计总计说明
         1 作为蓝牙音箱方案,模具设计要充分考虑扬声器音腔的设计。这需要专业的音箱设计人员参与模具设计。腔体的组装密封性一定要好,不能漏气。
         2 有蓝牙通话功能,模块最好保证SPEAKER 与 MIC 之间有良好隔离,减少SPEAKER声音传到MIC里面,导致蓝牙通话效果变差。所以,喇叭和MIC都需要用密封胶封住。而且,SPEAKER 和 MIC 最好不要放在同一面。否则,也会影响通过效果。
         3 对于Speaker的选择,保证喇叭声音的线性度在4KHz以内要好。
         4 有谐振腔的,需要将谐振腔当成speaker来对待。
         5 有蓝牙产品的模具设计时就要充分考虑蓝牙天线的摆放位置及方向,天线周边的空间不能有干扰对象存在。包括金属,如SPEAKER和金属外壳;还有扁平电缆,如喇叭、电源扁平电缆等。在确保天线能良好发射的情况下可考虑做部分金属外壳与PCB共地,提高ESD性能。

二、电源模块与地的设计
         ATS2819/ATS2819P的电源模式有:锂电池方案,USB供电模式,无内部充电模块。支持软关机状态下的触发唤醒。
         ATS1829/ATS1829P有模拟地(AGND)与公用地(GND)两种地,其中AGND作为整个模拟模块的参考,必须和GND分开,设计上采用分地设计、单点接地处理。为了避免GND上各种抖动、地弹对AGND的干扰,共地点选择有两大原则:一是靠近电池的地(同理如果是USB供电则靠近USB的回流地);二是避开功率大(如功放地)、信号翻转快信号(如数字仿真地)。
         使用AGND可以极大提升整机音频性能。如在音响方案中,若功放是差分输入端,将差分输入正端的器件接AGND,可获得低于接GND的底噪,同时可以减弱抑制蓝牙产生的干扰信号。
         2.1电路图设计及其原理说明
         系统电源网络来源及作用说明:          
                  1,BAT电源是给IC供电及VCC等电源的由来,因此设计时BAT需和其他抽电猛的电源隔开(如PA电源),防止瞬间抽点将BAT拉低导致整机挂掉。标案中采用BAT PIN直接检测电池电量,低电检测的阈值可以自行设置
                   2,VCC_RF是给RF系统供电,直接取VCC电。每个RF电源脚都需要就近放置一个104电容,并预留一个ESD器件。VCC_RF布线时,必须先通过滤波电容再到RF电源pin脚。在VCC_RF网络上的ESD器件接地端要有完整地平面到电池地。
                   3.由IC输出的VCC、AVCC可提供给外部使用,但各个外设必须有独立滤波电容,以防止某个外设异常抽点导致VCC电压跌落,影响其他外设甚至IC的正常工作。除了加滤波电容,建议每个使用VCC的外设都使用小电阻隔离。同时设计时需要考虑各个电源的最大负载能力,不能超出范围。...

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