手把手教你，如何画一台手机的电路板_消费电子与智能设备-面包板社区

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手把手教你，如何画一台手机的电路板

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发表于 2024-4-8 11:22:00

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一、布局面临的挑战

众所周知，手机的发展是十分迅猛的，抛开“大哥大”这种当时少数人才能拥有的紧俏货，从数字功能机开始，手机就开始真正的融入到大家的生活中，起初手机只能满足我们通讯，计时等一些简单的要求，后来加入了音乐、电影、拍照、游戏等，最后发展成我们现在几乎人手一个的智能机，它像一个电脑一样，有独立的操作系统，独立的运行空间，可以由用户自行安装软件、游戏、导航等第三方服务商提供的程序，并且可以通过移动通信网络来实现无线网络接入手机。

随着手机功能的飞速增多，手机的外观也一直在改变，当然藏在手机内部的电路板这个元器件的组织者（手机中核心部件和实现各种功能的元器件都被集中在此）面临着前所未有的挑战。

板子越来越小
板子越来越薄
功能越来越多
器件管脚变多
器件速率变快

由上述这些因素，手机的电路板设计变得越来越复杂，这种小型化高密度的电路设计，需要设计者时时刻刻小心谨慎，所以我们在设计初，需要了解手机各个模块的布局方法，注意事项等，并借助EDA设计软件，来帮助我们合理、安全、高效的完成设计。

合理的PCB布局，对整块PCB板的性能而言非常重要，这也就是为什么元器件布局通常在手机PCB板设计中占大部分时间的原因。

二、布局基本要求

当我们实际布局时，面对复杂烦乱的线路图时，往往脑海里一团乱麻，不知从何下手，这时候我们需要整理下思路，从了解布局的基本要求开始。

手机布局应尽量满足以下要求：

在手机开始布局前，一些基础的要求需要时刻围绕在脑海里

① 按照均匀集中，重心平衡。

（避免发生板子翘曲）

② 器件摆放整齐，美观。

（便于检查和维修）

③ 器件间的连线尽可能顺和短，特别是关键信号。

（便于后期的布线，避免走线过长，或者走线不顺，造成loss过大）

④ 高电压、大电流信号与小电流、低电压的弱信号完全分开。

（譬如：VBAT电源或者一些DCDC电源信号需要和RF这边的弱信号分开）

⑤ 数字信号与模拟信号分开。

（譬如：DDR，LVDS，IQ，MIPI等与Audio，RF等）

⑥ 高频信号与低频信号分开。

（同上）

⑦ 保持不同部分信号的回路的通畅和相对独立。

⑧ 同类型插装元器件在X或Y方向上应朝一个方向放置，同一种类型的有极性分立元件也要力争在X或Y方向上保持一致。

（便于生产和检验）

⑨ 小元件周围不能放置大元件、需调试的元、器件周围要有足够的空间。

（元器件的排列要便于调试和维修）

⑩ 发热元件要一般应均匀分布，以利于单板和整机的散热，除温度检测元件以外的温度敏感器件应远离发热量大的元器件。

（譬如温度检测器件或者热敏电阻等需要远离PMU charge这些发热器件）

⑪ IC 去偶电容的布局要尽量靠近 IC 的电源管脚，并使之与电源和地之间形成的回路最短。

⑫ 元件布局时,应适当考虑使用同一种电源的器件尽量放在一起, 以便于将来的电源分隔。

⑬ 用于阻抗匹配目的阻容器件的布局，要根据其属性合理布置。

⑭ 串联匹配电阻的布局要靠近该信号的驱动端，距离一般不超过 500mil。

⑮ 匹配电阻、电容的布局一定要分清信号的源端与终端，对于多负载的终端匹配一定要在信号的最远端匹配。

三、整理布局思路

有了前面对手机布局的认识，了解了一些布局的基础，我们应该在布局中首先参考原理框图，按照板子上的主信号流向，规律安排主要元器件。

此设计选用高通MSM8xxx平台，八核2.2GHz，14nm工艺的，低功耗芯片，

内存：32GB（EMMC)+16GB（LPDDR3）,平台搭配 PM8953和PMI8952,其中PM8953就是普通电源管理芯片，主要负责电源和音频部分，PMI8952主要负责充电和电源路径管理，还有背光、闪光灯驱动、LCD偏压、马达驱动等。在射频方面搭配射频收发器WTR 2965，可支持4G+网络，支持双卡双待，并且搭配WCN3680Wi-Fi/蓝牙/FM芯片，为手机提供了高吞吐量，能够快速传送数据且耗能低。从框图中可见此设计为双摄1300W+500W,前摄800W,并且可见外部搭配6inch的1080P的触摸屏。。。

手机布局时按照“先大后小，先难后易”的布局原则，也就是说重要的单元电路，核心元器件应当优先布局。我们这边先了解一下主要的一些模块器件，后面我们会对每个模块详细的讲解布局要求。

四、布局前期准备

手机的结构比较复杂，关系到力学，材料学，工艺。。。不是随便设计的。所以绝大多数的板框都不是自己手绘而是通过结构工程师提供DXF,然后通过软件导入。

第一步导入板框

执行菜单栏中File-Import-DXF/DWG命令，选择DXF文件，按下图所示进行设置。

点击OK按钮以后，就可得到下图的机构图，

①对于手机的外边框可以通过：先选中闭合的外框的任意一段，然后按Tab键即可选中整个外框，最后通过Design-Board Shape-Define from Selected Objects即可得到外边框。

②对于手机的内边框，即手机结构内部开槽掏空部分可以通过：先选中内部闭合边框的任意一段，然后按Tab键即可选中整个内部边框，最后通过Tool-Convert-Creat Board Cutout from Selected Primitives命令来得到内边框。

最后得到的完整板框，如下图所示

第二步添加禁止布局区域

我们需要在布局前，先规划好禁止布局的范围，譬如：板边的预留，天线处的禁空，传感器旁的禁布范围，等等。我们尽量把一些已知的禁布要求在布局前就添加好，这样可以避免后面布局时的一时疏忽，也可以避免多人协作时的沟通遗漏。

① 为了加工生产所需，器件的焊盘和板子的外边框需要留有一定的距离，一般需要5mm（留有的空间是为了制版时的夹具所需的夹持边），手机板通常都是要做拼板的，非单独加工，所以夹持边是加在拼板上的，故一般只需和板边留有0.5mm的安全距离。

通过Design-Board Shape-Create Primitives From Board Shape

设置完成后打开keepout 层面即可得到下图：

②天线处的净空

例如：天线处的净空，这个属于所有层面的彻底净空。

我们可以通过Place-Keepout-Fill来绘制keep out 区域，并且在属性中可以选择禁止的层面和对象。（建议在布局初选择禁布所有对象，在布线完成后可以考虑为了消除可存在的DRC而修改禁布的对象）

③ 其它禁区域的添加

我们只需要在上图的Restricted for layer处选择需要给哪一层做禁布，在Keepout Restriction中选择要对那些对象进行禁布。

第三步综合考虑PCB性能和加工效率，选择加工流程

加工工艺的优选顺序为：元件面单面贴装——元件面贴，插混装（元件面插装焊接面贴装一次波峰成型）—— 双面贴装——元件面贴插混装，焊接面贴装。

五、器件间距规则设定

为了避免在手机布局时不慎违反规设计要求，器件间距的规则应该在布局前就设定好。

随着板框的导入，工艺的确定，我们可以将原理图同步到PCB（这里不专门讨论如何将原理图同步到PCB，如有这方面的需求可以关注Altium Designer的一些网站），原理图同步到PCB后，我们需要为器件的间距设定规则。

手机板子的布局和布线都是超高密度的，手机板子上的器件也比较小，所以一般器件间的间距设的也都比较小，像一些阻容感器件就不能使用通用的间距，譬如像一些0201的阻容感或者更小的0105，间距值就设置的更加的小了。

当然各家公司都有自己的一些设计标准，但是仔细追溯规则的来源都是参考IPC，和贴片厂的贴片能力的（需要和板厂沟通和查询）。

下面我们以常规的手机布局要求来进行设定：

① 0201和0201之间设为0.2mm

② 0201和其它器件设为 0.25mm

③ 其它器件之间设置0.3mm

注：下面规则设定的前提是器件都需要有3D体，这个3D体需要描述出器件的实体大小和高度。

接着我们看一下在AD中如何设定不同器件之间的间距规则

① 首先打开规则管理器 Design-Rules（DR快捷键）

② Design-Rules-Placement-Component Clearance-创建规则

在Minimum Horizontal Clearance中输入间距值

③指定使用规则的使用条件

0201和0201封装的间距规则如下图

0201器件和其它器件的间距规则如下图

其它器件之间的间距规则如下图

④ 指定规则的优先级(优先级不能搞错，越上面的优先级越高)

这边只是做一个规则的演示，大家可以按照实际要求去设定但是方法如上面的描述，先设定规则，再指定规则的条件，最后指定优先级。

六、布局之主器件（BB）

跟随着前面的介绍，我们已经了解了手机布局的难点，也清楚了手机布局的基本要求和一些基本的思路，并结合着Altium Designer软件，讲述了如何绘制板框，如何设置布局规则，现在一切准备就绪，让我们开始具体的布局操作吧。

不管是遵守“先大后小，先难后易”的布局原则，还是从线路图的框图来看，一切都是围绕着BB这个芯片展开的，所以我们就从BB芯片来开始我们的布局之路。

BB（Baseband）

基带芯片是整个手机的核心部分，本设计中用到的的BB（基带芯片）是MSM8953。

MSM8953 这个处理器有以下几个特点：

采用14nm工艺制程，所以在发热和功耗方面，很有优势。
配备了八颗cortex-A53处理核心，主频高达2GHz。性能更加稳定。
支持4K视频录制，并配备了双ISP，最高支持2400万像素摄像头。
支持Cat.7 LTE网络，能够实现最高300Mbps的下行速率和150Mbps的上行速率，并且也支持802.11 ac Wi-Fi。
配备了Adreno 506，并且支持Quick Charge 3.0高速充电协议。

下图是基带芯片的结构图，基带芯片是整个手机的核心部分，这就好比电脑的主机，其它都是外设。

BB 布局注意事项：

① 作为整个手机的核心，BB应该放置在板子靠近中间的位置（具体位置由结构定）

② BB和DDR的相对位置，一般是follow芯片原厂商的放置（按照厂商推荐的方式布局布线，以降低产品风险）

③ BB和DDR需要共享一个屏蔽罩，有时PMU也会在同一个屏蔽罩内。

注（屏蔽罩原理：用屏蔽体将元部件，电路，组合件，电缆或整个系统的干扰源包围起来，防止干扰电磁场向外扩散；用屏蔽体将接收电路，设备或系统包围起来，防止它们受到外界电磁场的影响。屏蔽罩的材料通常采用0.2mm厚的不锈钢和洋白铜为材料。手机金属屏蔽罩平整度严格控制在0.05mm的公差范围内以保证其容易上锡的性能，和优良的屏蔽效果）

下图为手机屏蔽罩的图片：

④ 屏蔽盖的焊接线宽度视屏蔽盖厚度而定，但至少 0.6mm，元器件距离屏蔽盖的焊接线距离至少 0.25mm，同时要考虑器件的高度是否超出屏蔽盖。

⑤滤波电容需要放置在BB背面，并且靠近电源管脚放置。

七、布局之主器件（RF）

手机功能的不断增加对PCB板的设计要求日益增高,伴随着一轮蓝牙设备、蜂窝电话和3G 4G 5G的更新,频段的不断增加，速率的不断提升，使得RF（Radio frequency）部分变得越来越复杂，布局布线都迎来了严峻的挑战。

注：RF(Radio frequency)即为射频，手机射频是指接收、发送和处理高频无线电波的功能模块。

手机通信模块主要由天线、射频前端、射频收发（transceiver）、基带构成，其中射频前端是指介于天线与射频收发之间的通信元件，包括：滤波器、LNA(低噪声放大器，Low Noise Amplifier)、PA（PowerAmplifier 功率放大器）、双工器、开关、天线调谐。

射频芯片架构包括接收通道和发射通道两大部分。

手机接收时：天线把基站发送来的电磁波转为微弱交流电信号，经过天线开关接收通路，然后传至高频滤波器滤除其它无用杂波，得到干净纯正的接收信号，由电容器耦合送入中频内部相应的高放管放大后，送入解调器与本征进行解调，得到接受的基带信号（RXI-P/N RXQ-P/N）,并送到逻辑音频电路进一步处理。

手机发射时：把逻辑电路处理过的发射基带信息调制成的发射中频，用TX-VCO把发射中频信号频率上变为GSM的频率信号，并经过功放放大后由天线转为电磁波辐射出去。

下面我们来看一下RF的布局需注意：

① 射频部分通常都有一个独立的屏蔽罩，包含（transceiver PA LNA SAW DUP SW…）而且通常为了改善EVM(误差向量幅度)，推荐4G PA 及其外围器件使用一个单独的屏蔽罩。

注： transceiver是射频的收发器，射频部分的主芯片。它主要有三个作用：变频，信道选择，放大。

PA(power amplifier，功率放大器)是各种无线发射机的重要组成部分。指在给定失真率条件下，能产生最大功率输出以驱动某一负载的放大器。它主要功能是功率放大，以满足系统要求，最重要的指标就是输出功率大小，其次线性如何等等，一般用在发射机的最后一级。

LNA(low noise amplifier,低噪声放大器)LNA是低噪声放大器，主要用于接收电路设计中。因为接收电路中的信噪比通常是很低的，往往信号远小于噪声，通过放大器的时候，信号和噪声一起被放大的话非常不利于后续处理，这就要求放大器能够抑制噪声。

SAW(（surface acoustic wave，滤波器）是做滤波器和谐振震荡用。做滤波器用时，由于它插入损耗有点大，使用时最好不要放在LNA前面。

DUP(Duplexer,双工器）有三端組成，分別有ANT端、TX端、RX端，并将发射、接收分离（即TX/RX分离）以保证发射、接收同时正常工作。它由两组不同频率的带阻滤波器组成。

SW(switch，开关）手机中的射频有很多个频段，但是只有一个天线，需要通过开关来切换。 EVM(Error Vector Magnitude，误差矢量幅度）主要表示实际信号和理想信号的偏差，用来判断数字调制器的好坏。

② transceiver 尽量靠近BB芯片，使得到BB的IQ，SPI等线尽量短，顺。

（器件距离太远，走线就会偏长，EVM和phase error都会变差）

注：手机基带芯片通过IQ数据线及SPI信号线等与手机射频收发装置相连。

③定好了屏蔽罩并定好transceiver的位置方向后，RF整体模块应该优先靠近主天线摆放，确保主天线的路径最短，辅天线电路模块靠近辅天线附近。

④ a单面摆件时 transceiver和PA之间需要远离，两者距离需要大于9mm，不能满足时中间必须加隔离筋(即单独的屏蔽罩，可见下图）。

b双面摆件的时候，应该避免Transceiver于PA 在垂直方向上重叠。

（远离PA主要是出于散热的考虑，不然受高温影响，所有的RF性能都会劣化）

⑤ 尽量可能的把高功率RF放大器（HPA）和低噪音放大器（LNA）隔离开来，简单的说，就是让高功率RF发射电路，远离低功率接收电路，避免干扰。如果PCB板上有很多的空间，那么很容易做到，但现在智能机时代，零件多，空间小，所以这个变得很难达到，这样也可以把他们放在PCB板子的两面，或者让他们交替工作，而不是同时工作。

a. 从天线开始，经由接收机到基带器件，此为接收通路；

b. 从基带器件开始，经由发射机再到天线,此为发射通路。

⑥ 天线开关

天线开关一般放在PCB的边角，空间上一般介于transceiver与ANT之间，放置的方向是让线路走线顺畅为原则，TRX口（见下图）朝向transceiver和duplexer，ant口对着天线。

⑦ 双工器

双工器一般放置于transceiver和开关之间，摆放的位置需要综合评估接收和发射通道，以RF通道长度尽量短，接受和发射间的隔离度满足要求为原则。

⑧ 匹配器件

在RF的匹配电路上，我们一般把器件放成L型或者π型，并且尽量使链路短且直，匹配器件需要靠近，路径上不能出现stub，让PAD放置在同一水平位置。

匹配链路上的阻容感数量很多，封装大小又不太好区分,放置起来比较麻烦，需要一个个的对应着原理图来放置。

在AltiumDesigner中，我们可以通过下面的命令：

Tools-Component Placement-Reposition Selected Components

就可以按照选择的顺序一一放置下来，这样对于匹配电路的放置比较方便。

虽然RF的设计，理论上有很多的不确定性，也常常被称为“黑色艺术”，但是很多经历过验证和总结的准则和法则还是不应该被忽视的，需要我们去遵循和不断的完善。

八、布局之主器件（PMU）

PMU是power management unit的缩写，中文名称为电源管理单元，是一种高度集成的、针对便携式应用的电源管理方案，即将传统分立的若干类电源管理器件整合在单个的封装之内，这样可实现更高的电源转换效率和更低功耗,及更少的组件数以适应缩小的板级空间，成本更低。

PMU作为手机特定主芯片配套的电源管理集成单元，能提供主芯片所需要的、所有的、多档次而各不相同电压的电源，同电压的能源供给不同的手机工作单元，像处理器、射频器件、相机模块等，使这些单元能够正常工作。PMU是将多个DC/DC转换器，数个LDO，充电以及保护电路、电量检测集成在一起的IC。

下图为：手机电源管理单元与手机功能模块之间连接。

手机里的各个功能模块都需要不同的电源管理元件配合。

手机里的电源管理系统可以分为下面几个系统：

由于PMU这个芯片的功能，我们需要在布局的时候注意：

①PMU在手机布局中，基本都是和BB DDR 等放置在一个屏蔽罩内，也有如本设计一般，把PMU放置在单独的屏蔽罩内，而且通常PMU的旁边还布有电池连接器，USB，或者其它的供电小模块。

下图的例子可以看到有两个PMIC（Power Management IC），现在很多平台都把audio部分单独出来，这样PMU的布局更灵活，audio部分可以放置的更靠近，电源部分也可以放置的更合理，不需要为了audio的性能去折中处理电源, 而且这样单片的PMIC的连接器件数量变少，阻容感器件可以放置的更靠近管脚。

PMIC的位置定下后，我们就需要对各路的电源进行布局，如上图的PMIC，就电源来说有7路的DCDC,23路的LDO,所以我们需要对各路的电源，按照电源的重要性和电流的大小来分块布局。

②DCDC部分，需要找出输入输出的主干道，输入电容靠近PMIC的pin脚，并且按照一字型或者L型布局，让电流路径最短。

③ LDO部分，输出电容靠近管脚，由于LDO的数量很多，电流的大小也不同，所以布局时需要考虑电流大小，预留好布线的空间，

④CLK时钟部分，应该靠近PMIC摆放，并且需要预留周围包地的空间。

九、布局之主器件（WCN）

WCN：Wireless Connectivity 无线连接。

手机WCN模块是指：手机的WLAN,BT,FM共用RF集成的芯片模块（俗称：三合一）,有的也包括GPS模块（俗称：四合一）。

GPS在手机上一般有下面三种方式

①独立的GPS

是指单个芯片实现GPS功能，这个时候需要给GPS模块提供独立的屏蔽罩。

②GPS和 BT WiFi FM 都整合在一个WCN模块内

整合后的WCN模块同样需要单独的屏蔽罩，而且各个功能的器件布局需要尽量隔离。

③GPS和RF整合在一起（高通平台）GPS同样也需要屏蔽罩。

一先来说说GPS部分（ Globle Positioning System，即全球定位系统）

现在的设备对GPS的性能要求越来越高（抗干扰要求高，精准度高），GPS模块在PCB上的布局对于获得最佳的GPS性能来说至关重要。

不管GPS是整合的，还是独立的，在布局的时候我们都需要遵循下面几点规则：

① 要确保GPS尽可能的远离噪声源，如：关电源，数字信号，晶振，处理器。

②远离高速信号区域，以减少干扰信号的影响。

③另外还必须将GPS模块放置在远离易发热的电路上。

（由上面3点，GPS一般放置在板边靠天线的位置，这样也同时兼顾了避免干扰源和部分热源）

④应尽量缩短天线馈线的长度以减少RF信号的衰减。保证通路短，直，干净！

二接着我们来说说WIFI部分

WIFI(Wireless Fidelity)即无线高保真，它是一种基于IEEE 802.11协议的无线传输兼容性认证，也就是说Wi-Fi是一种商业性认证，而一般我们用它来指代无线联网方式。

WIFI部分布局需注意：

① WIFI部分需放置在板子的外边沿天线馈点焊盘处。

（一是方便信号的接收，二是为了远离板子上其它噪声源热源和数字信号，三是离天线近，减少插损）

②WIFI部分需要按照如下的拓扑结去布局从天线到WIFI模块

三然后来讲BT（bluetooth）即蓝牙

蓝牙工作于2.4GHz频段，采用跳频方式，即载波频率按照伪随机码序列变化，从一个信道快速跳到另一个信道上，从而实现扩频通信。

① 蓝牙天线的布局不要离蓝牙模块太远，天线匹配电路靠近蓝牙天线放置。

②蓝牙天线若由于结构原因，离蓝牙天线比较远，这时候在布局的时候需要保证通路外围留有一定的空间，为后期的走线预留空间。

③蓝牙天线尽量放置在周围没有金属件的板边，放置蓝牙天线的部分要求挖地。

四最后说下FM（即调频广播电台接收机）

原来的很多收音机或者老年手机体积大，功能单一，FM天线是以原始的拉杆天线的方式做到产品里面去的，现在的智能机综合FM性能及成本考虑，大部分都使用耳机线作为FM的天线，这样既不需增加额外的成本，而且接收效果也不错。

其工作原理就是把FM的芯片天线引脚外接一个放大器，再串接一个瓷片电容接入耳机线的GND地，进行简单的阻抗匹配后就可以作为FM天线使用了

那么我们在布局的时候就要注意：

① 耳机管脚处的滤波电感和磁珠需靠近耳机放置。

② LC震荡电路中，电感离WCN芯片更近，电容在电感的外面,匹配器件需要紧靠，路径需要直，顺。

讲到这边，手机内部的核心器件的布局，已经都阐述了一遍，那我们下面就要围绕着这些核心器件，来了解一下手机的外设了。外围功能模块包括显示模块、SIM卡卡座、Audio模块、USB接口、摄像头等。。。

十、布局之外围感官模块（Audio）

音频质量是手机用户体验的关键部分，目前手机上音频相关功能的使用率大大增加，除了通话、语音、听歌、视频、看直播等外，在游戏上，音频也会影响到一部分游戏体验，如果手机音频在立体声方面有欠缺，就会影响到游戏中的发挥。

手机中的音频部分一般包含：

耳机（Headset），扬声器（Speaker），听筒（Receiver），麦克风（MIC），音频处理芯片（有单独的音频芯片，也有和其它功能整合的IC譬如说和pmu整合的）

下面我们就音频的各个部分来看一下布局中的注意点：

1. 耳机的设计

①耳机都是放置在板边

（这是方便耳机的插拔，也是为了避开其它干扰源，具体的位置由手机壳体结构来限定）

② 耳机附近的电感电容和ESD器件需要靠近摆放。

(电感和电容在源头起到滤除噪声的效果，并且通过电容并联到地，从而把干扰信号耦合到地。

ESD器件起到一个防静电的作用。)

2. 扬声器（Speaker）的设计

红色框内的电阻电容需靠近放置，

框一中的线路会连接到PMIC,框二中的线路会连接到功放。

框内的电阻电容一般用于消除功放高频振荡，保持好的音质。

3. 听筒（Receiver）的设计

Receiver和speaker的工作原理相似，都是通过音圈被馈入信号电压，产生电流，音圈切割磁力线，产生作用力，带动振膜一起运动，振膜策动空气发出声音。

图中的电阻电容用来消除震荡，保持音质，ESD器件起到防静电的作用。

所以红色框中的器件需要靠近receiver（J2700）放置

4. 麦克风（MIC）的设计

手机的麦克大多为驻极体的microphone，它是通过人声在空气中传播，引起薄膜电容器震动，使电容变化，从而导致电压变化，实现声电转换的器件。

MIC器件需要注意壳体周围胶套的位置，布局的时候需要预留空间（可参考mic的datasheet）

下图中ESD器件和滤波电容需要靠近MIC放置

5. 音频CODEC

目前智能手机语音电路主要有两种：

①音频处理电路与电源管理电路集成在一起。

②音频处理电路与微处理器（CPU）集成在一起。

另外，有的音频处理电路芯片中集成功率放大器电路有的则没有集成，需要单配功率放大器。无论采用何种结构模式，其音频信号处理过程都一样的。

所以PMIC处的音频匹配部分需要靠近芯片放置，注意不要放置到音频各外围器件附近。

十一、布局之外围感官模块（LCD+TP）

LCD（liquid crystal display）液晶显示器+TP（touch panel）触控面板

现在智能机时代，手机的屏一般都是LCD+TP即可触控的显示屏。在手机设备中，屏幕是至关重要的一环，直接影响了使用者的观感和体验。

下图为LCD原理图：

下面为LCD的布局要求：

① LCD连接器通过FPC和屏连接起来，所以LCD连接器一般都靠近板边放置，对手机而言，一般放置在板子的左下角，或者放置在板子的下方，这样方便连接，也便于插拔，维修。

② MIPI部分的滤波电感需要靠近LCD放置。

（备用方案的电阻，需要和滤波电感共pad放置）

③ 背光芯片（现在很多的背光都是由PMIC提供）需要靠近LCD放置，并且背光芯片需要有屏蔽罩。ESD器件和背光网络的阻容感都需要靠近LCD放置。

④ LCD_TE是数据同步管脚，为了防止图像出现撕裂，所以上面的滤波电容和电阻需要靠近管脚放置。

下图为TP触摸面板的原理图：

下面为TP的布局要求：

① TP连接器的位置由结构给出，一般在板子的上方，也是出于方便插拔，维修的考量。

② 稳压器需靠近TP连接器放置，以保障电源的稳定。

③ ESD器件必须靠近TP放置，防止发生屏幕显示上的“漂移”现象，而且如果发生静电放电，甚至可能永久损害电容屏。

④ TP连接器处的滤波电容，也应该靠近放置。

十二、布局之外围感官模块（Camera）

除了前面提到的耳麦（音质）和触摸屏（外观），摄像头（拍照）也是手机用户对于手机最直观的体验，在某种程度上Camera已经成为了用户对于一款智能手机最为看重的方面。

从Feture phone 到现在的 smart phone ，可以发现手机上的摄像头从1个发展成2个，再到3个…像素也从30万像素-300万像素-500万像素-800万-1000万-几千万。。。所以手机上对camera的设计要求也逐渐提高。

这边来看一下下面这个普遍双摄的原理图：

注意到原理图上除了camera，还有闪光灯，稳压器，还有一些阻容感，现在我们来说说这些器件的放置要求：

①前摄一般放置在靠近上板边的位置，而后摄一般靠近中间开槽的位置，这都是为了安装摄像头，前摄的摄像头安装在上方，后摄通过开槽孔安装。

② 闪光灯的位置一般都靠近后摄的安装位置，它和camera座子不在同一面。闪光灯的电流比较大（除了做闪光灯时瞬时电流大，当手电筒用的时候常态电流也大），一般附近不会安排其他敏感器件。

③稳压器让进入camera的电流保持稳定，让camera稳定的工作，这时候我们需要把这个稳压器靠近camera放置。

④ MIPI上的EMI滤波电感，靠近camera放置。

注意，电感上下并联的电阻是一种预留方案，当电路环境较好的情况下，可以不用贴电感，这也是一种降成本的做法，所以电阻需要和电感co-pad放置注：CO-PAD是一种选贴做法（也叫co-lay或者共pad），按需要选着哪一种就贴哪一种。

⑤ 电路上的滤波电容靠近camera放置。

⑥ AVDD_2V8这边的电容接AGND,需要给它预留点单独下地孔的空间。

不管手机有多少个摄像头，除了按照结构放置好器件外，其它部分都相似，都是按照上述的要求去放置！

手机的外围有很多，前面提到了手机用户重视的感官模块部分（音质屏相机）接下来我们就来说说外围的接口部分。

十三、布局之外部接口（USB）

位于手机底部的USB接口应该是我们最熟悉的接口了，它既可以用来给手机充电，又可以让手机和外部设备之间传输数据。

大家都清楚USB有2.0和3.0两种规格，USB2.0的传输速率为480Mbps，USB3.0的传输速率为4.8Gbps，USB3.0的速率是USB2.0的10倍左右。

如今新款智能手机的存储空间都是64GB起步，足以用于临时的数据中转，使用数据线和PC连接就能扮演闪存盘的角色，但是为什么手机和电脑之间的传输速度远远慢于专业的闪存盘，那是因为99%的智能手机的USB接口还停留在USB2.0的标准上，而闪存盘早在多年前就已经全面过渡到了USB3.0。就算1%的智能机配有USB3.0的接口，但是其标配的数据线也仅支持USB2.0，想体验USB3.0的传输速度还得自己配线。所以一般也不被提及，也不用做宣传。

下面我们来看一下手机的USB2.0线路图

手机USB2.0布局需注意：

① USB接口一般位于手机板子的下板边，（也有可能在SUB子板上），这样符合一般的手机壳体设计，一般的手机USB口，都在手机的下方，方便热插拔。

② ESD元件需要靠近USB摆放，这样可以快速泄放静电干扰，保护内部的电路。

③ 差分线上的共模电感，紧靠着ESD元件，顺序为USB-ESD-共模电感，图中共模电感处的电阻是预留设计，放置时可以和电感co-pad放置。

④ ESD和USB之间需留有1.5mm的间距，需要考虑后焊的情况。

⑤ 注意到原理图中1pin电源管脚 VBUS并没有ESD器件，也没有滤波电容，那是因为很多USB设计后面都会加一个OVP电路（over –voltage protection），来防止接口发生浪涌。

所以ESD防护器件和滤波电容都应该靠近OVP芯片的输入管脚，顺序为 ESD-电容-OVP芯片

USB3.0的速率是USB2.0的10倍，由于很少有USB3.0的智能机，所以这里不展示USB3.0的设计，但是还是提一下 USB3.0和USB2.0的相似处和不同处。

① 与USB2.0相同：

ESD器件,滤波器件，需要靠近USB放置。

都有DM/DP 这对差分信号线。

② 与USB2.0不同：

USB3.0还有 SSRXP/SSRXN,SSTXP/SSTXN，这两对高速差分对，

需要注意在TX端的10nf的隔直电容需要靠近管脚放置。

十四布局之外部接口（SIM+TF）

SIM卡是数字蜂窝移动电话的用户识别卡，它的全称是“用户识别模块”。它既是手机的一个重要组成部分，又是为每一个GSM移动电话用户配备的身份卡。

TF卡也叫Micro SD卡，是一种极细小的快闪存储器卡，手机上的SD卡也叫TF卡。

受市场影响，从开始的一个SIM卡到双卡双待，再到后来的双卡双待+SD,现在又慢慢变回到双卡双待。下面这个产品是一个3选2卡槽，一种是双UIM(双卡),一种是单UIM+SD（单卡+扩展）,这里的UIM可以看成为SIM,UIM和SIM的区别是制式不一样，一个是CDMA的，一个是GSM的，在布局上没必要区分。