便攜式移動(dòng)終端內部電源系統EMI干擾對策

隨著(zhù)電子產(chǎn)品的高性能化，多功能手機、高端數碼相機等電子產(chǎn)品的功能復雜性不斷增大，除數字電路外，還集成藍牙等無(wú)線(xiàn)通信功能。除普通的輻射干擾以外，廣泛的功能繼承帶來(lái)不容忽視的內部EMC問(wèn)題。本文介紹內部電源系統EMI產(chǎn)生的原因、 以平板電腦和智能手機為例研究靈敏度下降原理及內部系統電磁兼容問(wèn)題對策。

內部電源系統的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(xiàn)設備和數字設備的共用

接口通信速度的提高

汽車(chē)應用中電子控制的普及

什么是內部系統的電磁兼容？

內部系統的電磁兼容是存在于數字電路與無(wú)線(xiàn)電路間的干擾問(wèn)題。以筆記本電腦為例，在數字電路和無(wú)線(xiàn)通信電路之間會(huì )產(chǎn)生輻射干擾，噪聲很容易被周?chē)奶炀€(xiàn)接收到，數字干擾會(huì )導致通信卡靈敏度降低。

靈敏度下降的三因素

（1） Radiation 輻射

差模輻射（循環(huán)于走線(xiàn)、接地線(xiàn)和信號差分數據線(xiàn)之間）

共模輻射（如接地線(xiàn)，可浮動(dòng)的金屬散熱器等）

（2） Coupling 耦合

電容式耦合（IC， 走線(xiàn)、接地線(xiàn)，電源之間）

電感式耦合（IC， 線(xiàn)圈， 走線(xiàn)之間）

（3） Conduction 傳導

通過(guò)電源線(xiàn)和接地線(xiàn)傳導

內部系統的電磁兼容P近場(chǎng)效應

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(xiàn)解決內部系統的電磁兼容問(wèn)題很重要。通過(guò)對天線(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)的接收靈敏度，右上角播報語(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，藍色表示在待機的時(shí)候，待機時(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(xiàn)會(huì )接收到噪聲的能量，同樣紅色代表工作時(shí)的噪聲，而藍色代表的是待機的噪聲能量。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，它有3G天線(xiàn)、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(xiàn)耦合接收到的話(huà)，就會(huì )影響3G天線(xiàn)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。平板電腦數字電路電源及天線(xiàn)和音頻擺放這些因素對于在發(fā)生問(wèn)題時(shí)，找到解決的方法和對策非常重要。目前常用的平板高清當中，射頻部分都使用3G模塊，它的接收天線(xiàn)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(huà)，就會(huì )有內部的電磁兼容問(wèn)題，使得天線(xiàn)的接收靈敏度有很明顯的下降。

對靈敏度下降原理及內部系統電磁兼容問(wèn)題對策的研究

靈敏度下降：①輻射/ ②傳導/ ③耦合

主導模式取決于接收天線(xiàn)的配置， 通過(guò)天線(xiàn)性能解決問(wèn)題很重要。

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

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(xiàn)圈）

加強噪聲返回地面，即強化接地

實(shí)際設備中的噪聲抑制對策舉例