便攜式移動(dòng)終端內(nèi)部電源系統(tǒng)EMI干擾對(duì)策

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(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(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(xiàn)設(shè)備和數(shù)字設(shè)備的共用

接口通信速度的提高

汽車(chē)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(xiàn)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(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(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

（1） Radiation 輻射

差模輻射（循環(huán)于走線(xiàn)、接地線(xiàn)和信號(hào)差分?jǐn)?shù)據(jù)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(dǎo)

通過(guò)電源線(xiàn)和接地線(xiàn)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(xiàn)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(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(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(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(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(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(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(xiàn)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(xiàn)可能非常靠近噪聲能量比較高的元器件，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(nèi)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(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(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(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(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(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(xiàn)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