將抗電磁干擾EMI帶給手機/相機及液晶顯示屏

不過(guò)設計者知道，在濾波電容值與GSM/CDMA頻率上的衰減特性之間存在著(zhù)無(wú)法解決的折衷問(wèn)題。低電容結構會(huì )影響濾波器的高頻性能，且目前大多數低電容濾波器都不能在900MHz頻率上提供優(yōu)于-25dB的衰減性能。圖2顯示了EMI濾波電容對GSM頻率衰減的影響。

圖4：新型低電容EMI濾波器S21參數測量

除對濾波性能有影響外，低電容濾波器還會(huì )影響ESD性能?？紤]到較低的二極管電容可顯著(zhù)減少ESD浪涌能力，故在良好衰減、ESD性能及低電容濾波器結構之間找到最佳折衷極具挑戰性。

性能改進(jìn)后的低電容EMI濾波器

為滿(mǎn)足以低電容濾波器實(shí)現但同時(shí)保持高濾波性能這種矛盾的要求，意法半導體公司開(kāi)發(fā)出在900MHz頻率上具有高頻衰減特性并采用超低電容結構的新一代EMI濾波器。

這些基于IPAD技術(shù)(集成有源、無(wú)源器件)的新型EMI濾波器，采用了帶集成ESD保護的標準PI濾波器結構。圖3表示一種帶串聯(lián)電阻及電容的基本濾波器單元配置。

這種新型低電容結構用來(lái)提供200MHz范圍內的截止頻率，可支持時(shí)鐘頻率超過(guò)40MHz的數據速率。

盡管二極管電容已被極大地減少至8.5pF，但它能提供出色的濾波性能，即在大約900MHz的頻率范圍內衰減特性?xún)?yōu)于-35dB。

圖4顯示采用此濾波器基本單元架構的S21參數指標。圖中顯示在900MHz頻率上具有35dB的衰減特性，這是一種通過(guò)17pF線(xiàn)電容集成EMI濾波器來(lái)達到的空前性能。

圖5：分別通過(guò)高、低電容濾波器的40MHz數據傳輸測試結果比較。

除濾波功能外，集成輸入齊納二極管還能抑制高達15kV的空中放電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。高速數據兼容性

為了不擾亂視頻信號，新型低電容濾波器在設計時(shí)采用了經(jīng)過(guò)優(yōu)化的線(xiàn)電容值，以支持時(shí)鐘頻率高于40MHz的芯片組。

這種結構對數據信號上升、下降沿只有很小的影響，且器件輸入、輸出間幾乎沒(méi)有什么延時(shí)。

用最大2.8V、1ns的信號對輸入Rt(10-90%上升沿)及 Ft(10-90%下降沿)進(jìn)行仿真，結果表明，由濾波器引起的延時(shí)(輸出與輸入信號之差)不超過(guò)1ns?？梢钥隙?，即使對于高分辨率LCD或相機應用，也能完全保持數據的完整性。

圖5顯示了工作于40MHz頻率上的3V視頻信號分別通過(guò)高、低電容濾波器的傳輸情況比較?？梢园l(fā)現，高電容結構所引起的延時(shí)是低電容結構的5至6倍。在這種情況下，信號輸出電壓不能被正確地接收。

表1：截止頻率及時(shí)鐘信號兼容性對應濾波器解決方案。

高集成解決方案

與分立設計相比，使用設計成帶層疊凸點(diǎn)的倒裝芯片封裝型集成EMI濾波器，可簡(jiǎn)化PCB布局并節省高達80%的板面積。

結果表明，線(xiàn)集成率(PCB面積/線(xiàn)數)大約為0.6。這意味著(zhù)這些新型濾波器可以每線(xiàn)占去0.6mm2的PCB面積來(lái)提供EMI功能及ESD保護。

建議該新型濾波器系列采用4、6及8條“PI”線(xiàn)配置來(lái)提供設計靈活性并滿(mǎn)足大多數高速數據線(xiàn)設計要求。其PCB面積占用分別為2.4mm2、3.7mm2及5.0mm2，故幾乎可完全采用傳統的SOT323塑料封裝。