目前對于許多流行的手機(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(guò)柔性電路或長(cháng)走線(xiàn)PCB與基帶控制器相連的,這些連接線(xiàn)會(huì )受到由天線(xiàn)輻射出的寄生GSM/CDMA頻率的干擾。同時(shí),由于高分辨率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(xiàn)會(huì )像天線(xiàn)一樣產(chǎn)生EMI干擾或可能造成ESD危險事件。
上述這種EMI及ESD干擾均會(huì )破壞視頻信號的完整性,甚至損壞基帶控制器電路。受緊湊設計趨勢的推動(dòng),考慮到電路板空間、手機工作頻率上的高濾波性能以及保存信號完整性等設計約束,分立濾波器不能為解決方案提供任何空間節省,而且只能提供針對窄帶衰減的有限濾波性能,因此目前大多數設計者都使用集成的EMI濾波器。
隨著(zhù)手機及相機等便攜式設備中LCD顯示屏分辨率的提高,視頻信號的傳輸速率也越來(lái)越高,傳統的濾波器方案已慢慢達到它們的技術(shù)極限。在配有高分辨率顯示屏及嵌入式相機的手機中,信號是通過(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,對于30至60萬(wàn)像素的相機模塊來(lái)說(shuō),時(shí)鐘頻率大約介于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范圍內。隨著(zhù)分辨率的提高到數百萬(wàn)像素,時(shí)鐘頻率已超過(guò)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(lián)電阻為100歐姆,線(xiàn)電容為20pF)

圖2:新型RC濾波器S21參數曲線(xiàn)。

圖3:英聯(lián)電子LC濾波器單元結構。
面對手機行業(yè)的這些發(fā)展趨勢,傳統的RC濾波器解決方案正在達到其極限。為滿(mǎn)足手機視頻信號的不斷增高以及更強的抗ESD浪涌能力需求,英聯(lián)電子開(kāi)發(fā)出基于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(lái)提供高達350MHz的截止頻率,可支持時(shí)鐘頻率超過(guò)60MHz的數據速率。同時(shí)它能提供出色的濾波性能,在800MHz至2.5GHz的頻率范圍內衰減特性?xún)?yōu)于-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管還能抑制高達15kV的空氣放電ESD沖擊,達到了IEC61000-4-2第4級工業(yè)標準所要求的性能水平。

圖4:英聯(lián)電子LC濾波器的S21參數曲線(xiàn).
英聯(lián)電子的低電容EMI濾波器UM4411、UM6411、UM8411支持4、6及8線(xiàn)配置,每一種配置均包含側接有TVS管的PI型RC濾波網(wǎng)絡(luò )。器件采用了0.4mm管腳間距的QFN封裝,可以為超薄手機的設計師們提供更為寬裕的設計空間。尤其在PCB的布板上,目前一些顯示屏 I/O連接座的管腳間距都是0.4mm,使用0.4mm管腳間距DFN封裝的EMI濾波器將有助于系統工程師布板。在器件的選擇上,應根據數據通道的數量進(jìn)行合理選擇,圖5中顯示了使用一個(gè)8通道的濾波器和兩個(gè)4通道濾波器在布板上的一些優(yōu)勢;同時(shí)選用一個(gè)8通道濾波器也比兩個(gè)4通道濾波器的成本要低。

圖5 EMI濾波器管腳間距對布板的影響.
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