有效解決手機EMI及ESD幹擾的新型濾波器設計
發布時間:2013-10-11 責任編輯:eliane
【導讀】隨著手機等便攜式設備中LCD顯示屏分辨率的提高,視頻信號的傳輸速率也越來越高,傳統的濾波器方案已漸漸達到技術極限。而本文提出的基於LC結構的新一代EMI濾波器設計,可以有效地解決手機視頻信號的不斷增高以及更強的抗ESD浪湧能力需求。
目前對於許多流行的手機(尤其是翻蓋型手機)而言,手機的彩色LCD、OLED顯示屏或相機模塊CMOS傳感器等部件,都是通過柔性電路或長走線PCB與基帶控製器相連的,這些連接線會受到由天線輻射出的寄生GSM/CDMA頻率的幹擾。同時,由於高分辨率CMOS傳感器和TFT模塊的引入,數字信號要在更高的頻率上工作,這些連接線會像天線一樣產生EMI幹擾或可能造成ESD危險事件。
上述這種EMI及ESD幹擾均會破壞視頻信號的完整性,甚至損壞基帶控製器電路。受緊湊設計趨勢的推動,考慮到電路板空間、手(shou)機(ji)工(gong)作(zuo)頻(pin)率(lv)上(shang)的(de)高(gao)濾(lv)波(bo)性(xing)能(neng)以(yi)及(ji)保(bao)存(cun)信(xin)號(hao)完(wan)整(zheng)性(xing)等(deng)設(she)計(ji)約(yue)束(shu),分(fen)立(li)濾(lv)波(bo)器(qi)不(bu)能(neng)為(wei)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)提(ti)供(gong)任(ren)何(he)空(kong)間(jian)節(jie)省(sheng),而(er)且(qie)隻(zhi)能(neng)提(ti)供(gong)針(zhen)對(dui)窄(zhai)帶(dai)衰(shuai)減(jian)的(de)有(you)限(xian)濾(lv)波(bo)性(xing)能(neng),因(yin)此(ci)目(mu)前(qian)大(da)多(duo)數(shu)設(she)計(ji)者(zhe)都(dou)使(shi)用(yong)集(ji)成(cheng)的(de)EMI濾波器。
隨著手機及相機等便攜式設備中LCD顯(xian)示(shi)屏(ping)分(fen)辨(bian)率(lv)的(de)提(ti)高(gao),視(shi)頻(pin)信(xin)號(hao)的(de)傳(chuan)輸(shu)速(su)率(lv)也(ye)越(yue)來(lai)越(yue)高(gao),傳(chuan)統(tong)的(de)濾(lv)波(bo)器(qi)方(fang)案(an)已(yi)慢(man)慢(man)達(da)到(dao)它(ta)們(men)的(de)技(ji)術(shu)極(ji)限(xian)。在(zai)配(pei)有(you)高(gao)分(fen)辨(bian)率(lv)顯(xian)示(shi)屏(ping)及(ji)嵌(qian)入(ru)式(shi)相(xiang)機(ji)的(de)手(shou)機(ji)中(zhong),信(xin)號(hao)是(shi)通(tong)過(guo)特(te)定(ding)頻(pin)率(lv)(取決於分辨率)從基帶ASIC被傳送至LCD及內嵌的相機上。視頻分辨率越高,數據工作的頻率亦越高。比如,對於30至60萬像素的相機模塊來說,時鍾頻率大約介於6至12MHz之間。因此建議將濾波器(上下)截止頻率選擇在30至50MHz範圍內。隨著分辨率的提高到數百萬像素,時鍾頻率已超過60MHz,這要求濾波器的截止頻率高達300MHz。

圖1:新型濾波器單元結構(串聯電阻為100歐姆,線電容為20pF)

圖2:新型RC濾波器S21參數曲線


圖2:新型RC濾波器S21參數曲線

圖3:英聯電子LC濾波器單元結構
[page]麵對手機行業的這些發展趨勢,傳統的RC濾波器解決方案正在達到其極限。為滿足手機視頻信號的不斷增高以及更強的抗ESD浪湧能力需求,英聯電子開發出基於LC結構的新一代EMI濾波器。這種集成的LC濾波器結構可用來提供高達350MHz的截止頻率,可支持時鍾頻率超過60MHz的數據速率。同時它能提供出色的濾波性能,在800MHz至2.5GHz的頻率範圍內衰減特性優於-25dB。圖4顯示了采用此濾波器基本單元架構的S21參數指標。除濾波功能外,集成輸入TVS管還能抑製高達15kV的空氣放電ESD衝擊,達到了IEC61000-4-2第4級工業標準所要求的性能水平。

圖4:英聯電子LC濾波器的S21參數曲線

圖5:EMI濾波器管腳間距對布板的影響
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