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将抗电磁干扰EMI带给手机/相机及液晶显示屏

作者:时间:2013-11-28来源:网络收藏

随着手机中LCD及相机的视频分辨率越高,数据工作的频率将超过40MHz,对抑制无线与ESD而言,传统的滤波器方案已达到它们的技术极限。为适应数据速率的增加且不中断视频信号,设计者可以选择本文讨论的新型低电容、

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/227768.htm

随着手机中LCD及相机的视频分辨率越高,数据工作的频率将超过40MHz,对抑制无线与ESD而言,传统的滤波器方案已达到它们的技术极限。为适应数据速率的增加且不中断视频信号,设计者可以选择本文讨论的新型低电容、高滤波性能滤波器。

随着无线市场的继续发展,下一代手机将拥有更多的功能特性,例如带多个彩屏(每部手机至少有两个彩屏)以及百万像素以上的高分辨率相机等。

将抗电磁干扰EMI带给手机/相机及液晶显示屏

图1:LCD模块周围的噪声与ESD传输路径

仍旧受紧凑设计趋势的推动,实现高分辨率LCD及相机将使设计者面临多种挑战,其中一个主要设计考虑便是这些新模块对(EMI)的敏感性。

对于目前流行的许多手机(尤其是翻盖型手机)来说,彩色LCD或相机CMOS传感器通过连接在手机(上下)两个主要部分之间的柔性或长走线PCB与基带控制器相连。一方面,该连接线会受到由天线辐射出的寄生GSM/CDMA频率的干扰。另一方面,由于高分辨率CMOS传感器及TFT模块的引入,数字信号工作于更高的频率上,从而使该连接线会像天线一样产生EMI/RFI或可能造成ESD危险事件。

总之,在上述两种情况下,所有这些EMI及ESD干扰均会破坏视频信号的完整性,甚至损坏基带控制器电路。

为抑制这些EMI辐射并保证正常的数据传输,可考虑实现几种滤波器解决方案,这可通过使用分立阻容滤波器或集成的EMI滤波器来实现。

将抗电磁干扰EMI带给手机/相机及液晶显示屏

图2:GSM衰减频率对应滤波电容

EMI及ESD噪声抑制方法

如果考虑到板空间、手机工作频率上的高滤波性能以及保存信号完整性等设计约束,目前已知的解决方案正在达到其技术极限。

分立滤波器不能为解决方案提供任何空间节省,而且还只能提供针对窄带衰减的有限滤波性能,故大多数设计者目前都在考虑集成的EMI滤波器。

在配有高分辨率LCD及嵌入式相机的手机中,信号是通过特定频率(取决于分辨率)从基带ASIC被传送至LCD及内嵌的相机上。

视频分辨率越高,数据工作的频率亦越高。迄今为止,一般数据工作在大约6至20MHz的频率上,且分辨率的竞赛还会促使相机模块制造商继续将此频率提高至40-60MHz。

将抗电磁干扰EMI带给手机/相机及液晶显示屏

图3:新型滤波器单元结构(串联电阻为100欧姆,线电容为17pF)

为适应数据速率的增加且不中断视频信号,设计者必须选择考虑了理论建议的低电容的滤波器,即:滤波器截止频率(1/2πRC)必须大约为时钟频率的5倍。在目前的无线终端中,对于30至60万像素的相机模块来说,时钟频率大约介于6至12MHz之间。故建议将滤波器(上下)截止频率选择在30至50MHz范围内。很多滤波器解决方案都遵循此理论建议,但随着分辨率的提高以及时钟频率超过40MHz,滤波器截止频率必须处于200MHz范围内。因此,可预见一些滤波器解决方案正在达到它们的极限。

表1给出了几种滤波器电容值与截止频率的对照,以及时钟兼容性。这表明低电容滤波器是最适合高频率、高速数据信号传输的

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关键词: 电磁干扰 EMI

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