《電子技術(shù)應(yīng)用》
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圖文解析便攜式移動終端內(nèi)部電源系統(tǒng)EMI干擾對策
摘要: 隨著電子產(chǎn)品的高性能化,多功能手機(jī),、高端數(shù)碼相機(jī)等電子產(chǎn)品的功能復(fù)雜性不斷增大,,除數(shù)字電路外,還集成藍(lán)牙等無線通信功能,。除普通的輻射干擾以外,廣泛的功能繼承帶來不容忽視的內(nèi)部EMC問題。本文介紹內(nèi)部電源系統(tǒng)EMI產(chǎn)生的原因,、原理及內(nèi)部系統(tǒng)電磁兼容問題對策。
Abstract:
Key words :

  隨著電子產(chǎn)品的高性能化,,多功能手機(jī),、高端數(shù)碼相機(jī)等電子產(chǎn)品的功能復(fù)雜性不斷增大,除數(shù)字電路外,,還集成藍(lán)牙等無線通信功能,。除普通的輻射干擾以外,廣泛的功能繼承帶來不容忽視的內(nèi)部EMC問題,。本文介紹內(nèi)部電源系統(tǒng)EMI產(chǎn)生的原因,、 以平板電腦和智能手機(jī)為例研究靈敏度下降原理及內(nèi)部系統(tǒng)電磁兼容問題對策。

  內(nèi)部電源系統(tǒng)的EMI產(chǎn)生的原因

  移動終端的高速芯片低電壓供電,,降低EMC工作余量

  無線設(shè)備和數(shù)字設(shè)備的共用

  接口通信速度的提高

  汽車應(yīng)用中電子控制的普及

  什么是內(nèi)部系統(tǒng)的電磁兼容,?

  內(nèi)部系統(tǒng)的電磁兼容是存在于數(shù)字電路與無線電路間的干擾問題。以筆記本電腦為例,,在數(shù)字電路和無線通信電路之間會產(chǎn)生輻射干擾,,噪聲很容易被周圍的天線接收到,數(shù)字干擾會導(dǎo)致通信卡靈敏度降低,。

  靈敏度下降的三因素

  

 

 ?。?) Radiation 輻射

  差模輻射(循環(huán)于走線、接地線和信號差分?jǐn)?shù)據(jù)線之間)

  共模輻射(如接地線,,可浮動的金屬散熱器等)

 ?。?) Coupling 耦合

  電容式耦合(IC, 走線,、接地線,,電源之間)

  電感式耦合(IC, 線圈,, 走線之間)

 ?。?) Conduction 傳導(dǎo)

  通過電源線和接地線傳導(dǎo)

  內(nèi)部系統(tǒng)的電磁兼容≒近場效應(yīng)

 

  

 

  Near-field wave impedance 近場波阻抗

  如果偶極小即波阻抗大⇒ 容易接受到電場能量

  如果電流環(huán)路小即波阻抗小⇒ 容易接受到磁場能量

  通過天線解決內(nèi)部系統(tǒng)的電磁兼容問題很重要。通過對天線的簡單分析,,就可以很好的幫助解決這個問題,。

 

  平板電腦靈敏度下降原理研究

 

  

  圖示:由于各種電路工作時所產(chǎn)生的噪聲影響了天線的接收靈敏度

 

  由于各種電路工作時產(chǎn)生的噪聲影響了天線的接收靈敏度,,右上角播報語音視頻時,它會接收到比較大的噪聲能量,,紅色表示在工作的時候,,藍(lán)色表示在待機(jī)的時候,待機(jī)時噪聲就會降低很多,。左下角的圖是在平板終端里面,,高清攝像頭在工作時,天線會接收到噪聲的能量,,同樣紅色代表工作時的噪聲,,而藍(lán)色代表的是待機(jī)的噪聲能量。最后是在LCD工作的時候,,所看到的噪聲能量,,紅色代表LCD點(diǎn)亮的時候,而藍(lán)色是LCD背光面的時候,。

 

  

  舉例1:攝像頭模塊B/B IC 產(chǎn)生的噪聲使得接收靈敏度降低

  舉例2:音頻電纜及LCD產(chǎn)生的噪聲使得Wi-Fi接收靈敏度下降

  舉例3:LCD電纜產(chǎn)生的噪聲使得Wi-Fi接收靈敏度下降

 

  上圖舉例1為智能手機(jī),,它有3G天線、高清攝像頭,、及CPU芯片,,這些都有可能產(chǎn)生較高頻的輻射噪聲,而這輻射噪聲被3G的天線耦合接收到的話,,就會影響3G天線的接收靈敏度,。舉例2是平板電腦,平板電腦在很多時候都會被當(dāng)做音視頻處理的多媒體終端來使用,,因此播放音樂時,,一定會影響使用。平板電腦數(shù)字電路電源及天線和音頻擺放這些因素對于在發(fā)生問題時,,找到解決的方法和對策非常重要,。目前常用的平板高清當(dāng)中,射頻部分都使用3G模塊,,它的接收天線可能非??拷肼暷芰勘容^高的元器件,或者是芯片,,因此使用這樣的電子產(chǎn)品進(jìn)行辦公的話,,就會有內(nèi)部的電磁兼容問題,使得天線的接收靈敏度有很明顯的下降,。

 

  對靈敏度下降原理及內(nèi)部系統(tǒng)電磁兼容問題對策的研究

 

  靈敏度下降:①輻射/ ②傳導(dǎo)/ ③耦合

  主導(dǎo)模式取決于接收天線的配置,, 通過天線性能解決問題很重要。

  平板電腦靈敏度下降機(jī)制:除了傳導(dǎo)噪聲,,連接主板和LCD的電纜中輻射出的共模噪聲會干擾天線,。

  噪聲源:LCD,, PMIC, 攝像頭,, BB IC,, 音頻IC,, SD卡,, 射頻模塊等

 

  噪聲抑制對策

 

  電源噪聲濾除(如使用三端子電容器,鐵氧體磁珠)

  接口噪聲濾除(如使用共模扼流線圈)

  加強(qiáng)噪聲返回地面,,即強(qiáng)化接地

 

  實(shí)際設(shè)備中的噪聲抑制對策舉例

 

  

 

  

 

  

 

  

 

  

 

  

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