無(wú)需與接地層相連的EMI濾波器

在抑制由信號(hào)線發(fā)出的電磁噪聲輻射時(shí)，設(shè)計(jì)人員常常會(huì)使用T型或π型結(jié)構(gòu)的EMI濾波器。這些濾波器通過(guò)電容器將信號(hào)線連接到接地層，由此，信號(hào)中不受歡迎的成分或噪聲就會(huì)通過(guò)濾波器流入地面。也就是說(shuō)，這種方式通過(guò)把噪聲成分“丟”到地面來(lái)降低電磁噪聲輻射。

然而，在使用此類EMI濾波器時(shí)必須格外小心，因?yàn)槿绻拥貙幼杩惯^(guò)高，被丟棄的高頻成分就可能在接地層產(chǎn)生電勢(shì)差，進(jìn)而形成新的噪聲輻射源。從這個(gè)意義上說(shuō)，這些濾波器只能用于接地層阻抗非常低的情況。問(wèn)題正如Murata Manufacturing公司所指出的：“許多情況下，在手機(jī)等小型設(shè)備中不太可能有足夠大面積的接地層。事實(shí)上，人們?cè)陂_(kāi)發(fā)這些設(shè)備的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，確實(shí)存在盡管插入了EMI濾波器但電磁噪聲輻射卻沒(méi)有降低的情況。”

圖1： 插入損失的頻率特性 兩款器件對(duì)應(yīng)不同諧振頻率的插入損失特性。例如，NFA2ASN907AA4L的插入損失在942.5MHz達(dá)到最小值22dB，在1.8425GHz達(dá)到最小值18dB。

利用LC諧振電路捕獲噪聲

為了攻克這個(gè)難題，Murata Manufacturing有限公司開(kāi)發(fā)了不需要連接到接地層的NFA2ASN系列EMI濾波器。這種濾波器由電感(L)和電容(C)并聯(lián)組成，通過(guò)“誘捕”來(lái)消除不需要的頻率成分(圖1)。每一組由兩個(gè)諧振電路串連而成，每個(gè)電路的LC特征值不同，換句話說(shuō)，就是有兩個(gè)不同的“陷阱”(圖2)。

這些濾波器的目標(biāo)應(yīng)用是降低手機(jī)翻蓋連接處柔性印制電路板(FPC)發(fā)出的EMI。Murata Manufacturing公司解釋：“顯示器和圖像傳感器的像素量正在急劇增加。因而，翻蓋處FPC發(fā)出的電磁噪聲正變得越來(lái)越強(qiáng)，而手機(jī)接收器的靈敏度也在日漸惡化。這就像出現(xiàn)在人體中的自體中毒(autointoxication)現(xiàn)象。我們所開(kāi)發(fā)的EMI濾波器致力于消除這種現(xiàn)象?！?

圖2：等效電路 一個(gè)電路由兩個(gè)LC諧振電路串聯(lián)組合而成，每個(gè)LC諧振電路由電感L和電容C并聯(lián)而成。每個(gè)濾波器內(nèi)置4個(gè)電路。額定電流為75mA。

該公司開(kāi)發(fā)了兩款濾波器來(lái)應(yīng)對(duì)不同運(yùn)營(yíng)商所使用的載波頻率。第一款是NFA2ASN907AA4L，其諧振頻率在940MHz和1.84GHz附近，適用于GSM和DCS系統(tǒng)的手機(jī)；另一款是NFA2ASN807AB4L，其諧振頻率在880MHz和2.14GHz附近，適于NTT DoCoMo公司使用W-CDMA系統(tǒng)的FOMA手機(jī)。

兩款濾波器都包含4個(gè)內(nèi)置電路，每個(gè)電路中有兩個(gè)串連的LC諧振器。濾波器外部尺寸為2.0×1.0×0.55mm。Murata Manufacturing公司介紹說(shuō)：“因?yàn)椴灰蠼拥?，所以該表面貼裝元件與1608型(1.6×0.8×0.8mm)EMI濾波器陣列外形大致相同。”由于計(jì)劃根據(jù)不同情況決定價(jià)格，所以公司未披露兩款產(chǎn)品的具體售價(jià)，但透露價(jià)格預(yù)計(jì)與相同應(yīng)用中的其它EMI濾波器接近。