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机设计中的EMI抗干扰和ESD保护问题

***的大部分新无线终端产品都配备了高速数据接口、高分辨率液晶显示屏和摄像头模块，甚至有些手机还配备了通过DNB接口接收电子L-view程序的功能。除了增加新功能之外，手机尺寸的挑战仍未改变，手机仍在朝着紧凑和轻薄的方向发展。许多功能集中在一个狭窄的空间，导致手机设计中的静电放电和电磁干扰问题变得更加严重。这些问题必须在手机设计的初始阶段解决，并根据应用选择有效的解决方案。静电放电和电磁干扰保护设计的新挑战

传统的静电放电保护或电磁干扰过滤功能主要由分立或无源器件解决方案实现，例如静电放电保护变阻器或基于串联电阻和并联电容的电磁干扰保护比例积分型滤波结构。手机质量标准的提高和新集成电路的高电磁干扰敏感度促使设计者提高手机的抗干扰能力，从而暴露出一些方案的技术局限性。

传统解决方案的局限性可以通过简单地比较变阻器和TVS二极管的箝位电压Vcl来理解。变阻器的箝位电压Vcl(8/20毫秒@ IPP=10a测试)显示约40V，比瞬态电压***器二极管的Vcl测量值高60%。当必须执行IEC 61000-4-2标准时，为了实现整个系统的鲁棒性，不能考虑这种差异。除了这种固有的电压差问题之外，在移动电话的使用寿命期间，随着老化现象的出现，无源器件解决方案也暴露出电特性变化的问题。

因此，瞬态电压开关二极管解决方案占据了静电放电保护市场的很大份额，而集成硅解决方案也是电磁干扰滤波器不可或缺的组成部分。手机的抗电磁干扰功能

手机EMI抗干扰功能

在某些情况下，静电放电不是工程师必须解决的问题。由于移动电话发射射频信号时，许多电子元件都暴露在射频辐射下，因此必须***射频辐射以保护正常工作。即使在某些情况下，一些集成电路本身也会产生射频辐射和射频干扰。

基本上，许多接口容易受到***移动通信系统脉冲的影响，例如音频线路或液晶显示器或照相机模块，产生可听见的噪音或可见的屏幕抖动。这就是为什么在设计手机时强烈推荐使用电磁干扰滤波器。

从某种意义上说，***电磁辐射已经成为下一代手机的一个关键问题，例如多频手机或3G手机，因为现有的解决方案即将达到技术极限。

具有分立电阻和电容的单个RC PI滤波器的设计不再是节省空间的解决方案。另外，由于衰减带宽很窄，RC滤波器的滤波性能很差。对于空间限制极其严格、工作频率可扩展几个频段的多频手机和3G手机来说，这种滤波器的缺陷是显而易见的。

设计者开始关注具有大衰减和宽衰减频率带宽的低通滤波器。由硅制成的集成电磁干扰滤波器适用于所有这些要求。它显示了非常宽的衰减范围，从800兆赫到2兆赫或3千兆赫，S21参数超过30db等。同时，这些滤波器可以实现用于高速数据应用的低寄生电容结构和超小的印刷电路板空间。在手机设计的初始阶段，静电放电和电磁干扰问题越来越突出。必须根据实际应用选择特殊方法来解决静电放电和电磁干扰问题。尽管保护组件本身的性能至关重要，但布局考虑也有助于提高系统的整体保护性能。

铁氧体磁环尺寸与阻抗的关系

铁氧体磁环的阻抗值与其体积有关。通常，体积越大，阻抗越高。为了适用于各种场合，不仅开发了各种合适的铁氧体材料，而且开发了具有各种形状、相同形状、各种尺寸和规格的磁芯。图3示出了相同材料、相同内径和外径、磁芯长度和阻抗之间关系的示例。

2.5抗电磁干扰磁环在计算机或照明设备上的应用效果

电脑或照明设备上的电磁干扰包括传导干扰和辐射L干扰，它们是由有机和外部来源以及机器本身各部分的电路产生的。为了***或消除这些干扰以满足相应的电磁兼容标准的要求，必须采取各种措施来实现结果。为此，人们从元器件、印刷电路板、电路结构、外壳屏蔽结构以及各种导电、绝缘和吸收材料等各个方面进行了深入的开发和研究，并取得了显著的成果。铁氧体磁心主要在***各部分信号传输线的电磁干扰方面起重要作用，当然它们也在减少通过传输线发射辐射L进入空间的电磁干扰方面起作用。

将φ18mm×φ10mm×12mm的具有No3材料阻抗特性的夹芯磁芯(带强塑壳)应用于计算机信号电缆的连接线上，并在电磁兼容测试系统中对电磁干扰水平的频谱特性进行了对比测试。结果如图4和5所示。图4是没有铁氧体磁心的曲线，图5是有铁氧体磁心的曲线。从图5中可以看出，图4中出现在15MHz-20MHz附近的超过标准的电磁干扰水平被明显***，衰减量为5-10dB。通过这种方式，计算机成功地满足了EMC标准的要求。