將抗電磁干擾EMI帶給手機(jī)/相機(jī)及液晶顯示屏

隨著手機(jī)中LCD及相機(jī)的視頻分辨率越高，數(shù)據(jù)工作的頻率將超過40MHz，對抑制無線EMI與ESD而言，傳統(tǒng)的濾波器方案已達(dá)到它們的技術(shù)極限。為適應(yīng)數(shù)據(jù)速率的增加且不中斷視頻信號，設(shè)計者可以選擇本文討論的新型低電容、

隨著手機(jī)中LCD及相機(jī)的視頻分辨率越高，數(shù)據(jù)工作的頻率將超過40MHz，對抑制無線EMI與ESD而言，傳統(tǒng)的濾波器方案已達(dá)到它們的技術(shù)極限。為適應(yīng)數(shù)據(jù)速率的增加且不中斷視頻信號，設(shè)計者可以選擇本文討論的新型低電容、高濾波性能EMI濾波器。

隨著無線市場的繼續(xù)發(fā)展，下一代手機(jī)將擁有更多的功能特性，例如帶多個彩屏(每部手機(jī)至少有兩個彩屏)以及百萬像素以上的高分辨率相機(jī)等。

圖1：LCD模塊周圍的噪聲與ESD傳輸路徑

仍舊受緊湊設(shè)計趨勢的推動，實現(xiàn)高分辨率LCD及相機(jī)將使設(shè)計者面臨多種挑戰(zhàn)，其中一個主要設(shè)計考慮便是這些新模塊對電磁干擾(EMI)的敏感性。

對于目前流行的許多手機(jī)(尤其是翻蓋型手機(jī))來說，彩色LCD或相機(jī)CMOS傳感器通過連接在手機(jī)(上下)兩個主要部分之間的柔性或長走線PCB與基帶控制器相連。一方面，該連接線會受到由天線輻射出的寄生GSM/CDMA頻率的干擾。另一方面，由于高分辨率CMOS傳感器及TFT模塊的引入，數(shù)字信號工作于更高的頻率上，從而使該連接線會像天線一樣產(chǎn)生EMI/RFI或可能造成ESD危險事件。

總之，在上述兩種情況下，所有這些EMI及ESD干擾均會破壞視頻信號的完整性，甚至損壞基帶控制器電路。

為抑制這些EMI輻射并保證正常的數(shù)據(jù)傳輸，可考慮實現(xiàn)幾種濾波器解決方案，這可通過使用分立阻容濾波器或集成的EMI濾波器來實現(xiàn)。

圖2：GSM衰減頻率對應(yīng)濾波電容

EMI及ESD噪聲抑制方法

如果考慮到板空間、手機(jī)工作頻率上的高濾波性能以及保存信號完整性等設(shè)計約束，目前已知的解決方案正在達(dá)到其技術(shù)極限。

分立濾波器不能為解決方案提供任何空間節(jié)省，而且還只能提供針對窄帶衰減的有限濾波性能，故大多數(shù)設(shè)計者目前都在考慮集成的EMI濾波器。

在配有高分辨率LCD及嵌入式相機(jī)的手機(jī)中，信號是通過特定頻率(取決于分辨率)從基帶ASIC被傳送至LCD及內(nèi)嵌的相機(jī)上。

視頻分辨率越高，數(shù)據(jù)工作的頻率亦越高。迄今為止，一般數(shù)據(jù)工作在大約6至20MHz的頻率上，且分辨率的競賽還會促使相機(jī)模塊制造商繼續(xù)將此頻率提高至40-60MHz。

圖3：新型濾波器單元結(jié)構(gòu)(串聯(lián)電阻為100歐姆，線電容為17pF)

為適應(yīng)數(shù)據(jù)速率的增加且不中斷視頻信號，設(shè)計者必須選擇考慮了理論建議的低電容的濾波器，即：濾波器截止頻率(1/2πRC)必須大約為時鐘頻率的5倍。在目前的無線終端中，對于30至60萬像素的相機(jī)模塊來說，時鐘頻率大約介于6至12MHz之間。故建議將濾波器(上下)截止頻率選擇在30至50MHz范圍內(nèi)。很多濾波器解決方案都遵循此理論建議，但隨著分辨率的提高以及時鐘頻率超過40MHz，濾波器截止頻率必須處于200MHz范圍內(nèi)。因此，可預(yù)見一些濾波器解決方案正在達(dá)到它們的極限。

表1給出了幾種濾波器電容值與截止頻率的對照，以及時鐘兼容性。這表明低電容濾波器是最適合高頻率、高速數(shù)據(jù)信號傳輸?shù)?