《電子技術(shù)應(yīng)用》
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便攜式移動(dòng)終端內(nèi)部電源系統(tǒng)EMI干擾對(duì)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(wú)線通信功能,。除普通的輻射干擾以外,,廣泛的功能繼承帶來(lái)不容忽視的內(nèi)部EMC問(wèn)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(wèn)題對(duì)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(wú)線通信功能,。除普通的輻射干擾以外,,廣泛的功能繼承帶來(lái)不容忽視的內(nèi)部EMC問(wèn)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(wèn)題對(duì)策,。

  內(nèi)部電源系統(tǒng)的EMI產(chǎn)生的原因

  移動(dòng)終端的高速芯片低電壓供電,降低EMC工作余量

  無(wú)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(wú)線電路間的干擾問(wèn)題,。以筆記本電腦為例,在數(shù)字電路和無(wú)線通信電路之間會(huì)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(huì)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(hào)差分?jǐn)?shù)據(jù)線之間)

  共模輻射(如接地線,可浮動(dòng)的金屬散熱器等)

  (2) 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)

  (3) Conduction 傳導(dǎo)

  通過(guò)電源線和接地線傳導(dǎo)

  內(nèi)部系統(tǒng)的電磁兼容≒近場(chǎng)效應(yīng)

 

  

 

  Near-field wave impedance 近場(chǎng)波阻抗

  如果偶極小即波阻抗大⇒ 容易接受到電場(chǎng)能量

  如果電流環(huán)路小即波阻抗小⇒ 容易接受到磁場(chǎng)能量

  通過(guò)天線解決內(nèi)部系統(tǒng)的電磁兼容問(wèn)題很重要,。通過(guò)對(duì)天線的簡(jiǎn)單分析,,就可以很好的幫助解決這個(gè)問(wèn)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(shí)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(shí)產(chǎn)生的噪聲影響了天線的接收靈敏度,,右上角播報(bào)語(yǔ)音視頻時(shí),,它會(huì)接收到比較大的噪聲能量,紅色表示在工作的時(shí)候,,藍(lán)色表示在待機(jī)的時(shí)候,,待機(jī)時(shí)噪聲就會(huì)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(shí),,天線會(huì)接收到噪聲的能量,同樣紅色代表工作時(shí)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(shí)候,所看到的噪聲能量,,紅色代表LCD點(diǎn)亮的時(shí)候,,而藍(lán)色是LCD背光面的時(shí)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(huì)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(shí)候都會(huì)被當(dāng)做音視頻處理的多媒體終端來(lái)使用,,因此播放音樂(lè)時(shí),,一定會(huì)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(duì)于在發(fā)生問(wèn)題時(shí),,找到解決的方法和對(duì)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(huì)有內(nèi)部的電磁兼容問(wèn)題,,使得天線的接收靈敏度有很明顯的下降。

 

  對(duì)靈敏度下降原理及內(nèi)部系統(tǒng)電磁兼容問(wèn)題對(duì)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(guò)天線性能解決問(wèn)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(huì)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(duì)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(duì)策舉例

 

  

 

 

 

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