【導讀】隨著(zhù)手機等便攜式設備中LCD顯示屏分辨率的提高,視頻信號的傳輸速率也越來(lái)越高,傳統的濾波器方案已漸漸達到技術(shù)極限。而本文提出的基于LC結構的新一代EMI濾波器設計,可以有效地解決手機視頻信號的不斷增高以及更強的抗ESD浪涌能力需求。
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(guò)柔性電路或長(cháng)走線(xiàn)PCB與基帶控制器相連的,這些連接線(xiàn)會(huì )受到由天線(xiàn)輻射出的寄生GSM/CDMA頻率的干擾。同時(shí),由于高分辨率CMOS傳感器和TFT模塊的引入,數字信號要在更高的頻率上工作,這些連接線(xiàn)會(huì )像天線(xiàn)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(huì )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(dòng),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,因此目前大多數設計者都使用集成的EMI濾波器。
隨著(zhù)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(lái)越高,傳統的濾波器方案已慢慢達到它們的技術(shù)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(guò)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,數據工作的頻率亦越高。比如,對于30至60萬(wàn)像素的相機模塊來(lái)說(shuō),時(shí)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(zhù)分辨率的提高到數百萬(wàn)像素,時(shí)鐘頻率已超過(guò)60MHz,這要求濾波器的截止頻率高達300MHz。

圖1:新型濾波器單元結構(串聯(lián)電阻為100歐姆,線(xiàn)電容為20pF)

圖2:新型RC濾波器S21參數曲線(xiàn)


圖2:新型RC濾波器S21參數曲線(xiàn)

圖3:英聯(lián)電子LC濾波器單元結構
[page]面對手機行業(yè)的這些發(fā)展趨勢,傳統的RC濾波器解決方案正在達到其極限。為滿(mǎn)足手機視頻信號的不斷增高以及更強的抗ESD浪涌能力需求,英聯(lián)電子開(kāi)發(fā)出基于LC結構的新一代EMI濾波器。這種集成的LC濾波器結構可用來(lái)提供高達350MHz的截止頻率,可支持時(shí)鐘頻率超過(guò)60MHz的數據速率。同時(shí)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?xún)?yōu)于-25dB。圖4顯示了采用此濾波器基本單元架構的S21參數指標。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:英聯(lián)電子LC濾波器的S21參數曲線(xiàn)

圖5:EMI濾波器管腳間距對布板的影響
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