手機(jī)、相機(jī)、液晶顯示屏抗電磁干擾特性的實(shí)現(xiàn)

　　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(guò)40MHz，對(duì)抑制無(wú)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(hào)，設(shè)計(jì)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(wú)線市場(chǎng)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(gè)彩屏(每部手機(jī)至少有兩個(gè)彩屏)以及百萬(wàn)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(jì)趨勢(shì)的推動(dòng)，實(shí)現(xiàn)高分辨率LCD及相機(jī)將使設(shè)計(jì)者面臨多種挑戰(zhàn)，其中一個(gè)主要設(shè)計(jì)考慮便是這些新模塊對(duì)電磁干擾(EMI)的敏感性。 對(duì)于目前流行的許多手機(jī)(尤其是翻蓋型手機(jī))來(lái)說(shuō)，彩色LCD或相機(jī)CMOS傳感器通過(guò)連接在手機(jī)(上下)兩個(gè)主要部分之間的柔性或長(zhǎng)走線PCB與基帶控制器相連。 一方面，該連接線會(huì)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(hào)工作于更高的頻率上，從而使該連接線會(huì)像天線一樣產(chǎn)生EMI/RFI或可能造成ESD危險(xiǎn)事件。總之，在上述兩種情況下，所有這些EMI及ESD干擾均會(huì)破壞視頻信號(hào)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(shí)現(xiàn)幾種濾波器解決方案，這可通過(guò)使用分立阻容濾波器或集成的EMI濾波器來(lái)實(shí)現(xiàn)。

　　圖2：GSM衰減頻率對(duì)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(hào)完整性等設(shè)計(jì)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(duì)窄帶衰減的有限濾波性能，故大多數(shù)設(shè)計(jì)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(hào)是通過(guò)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(jìng)賽還會(huì)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(hào)，設(shè)計(jì)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(shí)鐘頻率的5倍。

　　在目前的無(wú)線終端中，對(duì)于30至60萬(wàn)像素的相機(jī)模塊來(lái)說(shuō)，時(shí)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(shí)鐘頻率超過(guò)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(duì)照，以及時(shí)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(hào)傳輸?shù)慕鉀Q方案。