隨著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越高,傳統(tǒng)的濾波器方案已慢慢達到它們的技術極限,。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(shù)據(jù)工作的頻率亦越高,。比如,對于30至60萬像素的相機模塊來說,,時鐘頻率大約介于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。隨著分辨率的提高到數(shù)百萬像素,,時鐘頻率已超過60MHz,,這要求濾波器的截止頻率高達 300MHz。
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,都是通過柔性電路或長走線PCB與基帶控制器相連的,,這些連接線會受到由天線輻射出的寄生GSM/CDMA頻率的干擾,。同時,由于高分辨率CMOS傳感器和TFT模塊的引入,,數(shù)字信號要在更高的頻率上工作,,這些連接線會像天線一樣產(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,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(jié)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(shù)設計者都使用集成的EMI濾波器,。
圖1:新型濾波器單元結構(串聯(lián)電阻為100歐姆,線電容為20pF)
圖2:新型RC濾波器S21參數(shù)曲線,。
圖3:LC濾波器單元結構,。
LC濾波器也稱為無源濾波器,是傳統(tǒng)的諧波補償裝置,。LC濾波器之所以稱為無源濾波器,,顧名思義,,就是該裝置不需要額外提供電源。LC濾波器一般是由濾波電容器,、電抗器和電阻器適當組合而成,,與諧波源并聯(lián),除起濾波作用外,,還兼顧無功補償?shù)男枰?/p>
面對手機行業(yè)的這些發(fā)展趨勢,,傳統(tǒng)的RC濾波器解決方案正在達到其極限。同時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優(yōu)于-25dB。圖4顯示了采用此濾波器基本單元架構的S21參數(shù)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:LC濾波器的S21參數(shù)曲線,。
英聯(lián)電子的低電容EMI濾波器UM4411、UM6411,、UM8411支持4,、6及8線配置,EMI濾波器通常由串聯(lián)電抗器和并聯(lián)電容器組成的低通濾波電路,,其作用是允許設備正常工作時的頻率信號進入設備,,而對高頻的干擾信號有較大的阻礙作用。每一種配置均包含側接有TVS管的PI型RC濾波網(wǎng)絡,。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(tǒng)工程師布板。在器件的選擇上,,應根據(jù)數(shù)據(jù)通道的數(shù)量進行合理選擇,,圖5中顯示了使用一個8通道的濾波器和兩個4通道濾波器在布板上的一些優(yōu)勢;同時選用一個8通道濾波器也比兩個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,。