集成硅 EMI 抑制器及其在当代智能手机设计中的作用

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简介:当今智能手机的典型拍照分辨率介于800万至1200万像素之间,而显示屏要求比大多数电视系统更高的分辨率和像素密度

当今智能手机的典型拍照分辨率介于800万至1200万像素之间,而显示屏要求比大多数电视系统更高的分辨率和像素密度,并需要移动高清连接(MHL)或高清多媒体接口(HDMI)视频输出功能,这些都增加了智能手机设计上的复杂性。虽然外形因数及电磁干扰(EMI)仍是智能手机设计人员面临的主要顾虑,但在小巧的外形中集成所有高端外围功能,创建一个信号纯净的EMI生态系统,且与其他无线传输及接收不相干扰,仍然是颇为复杂的挑战。

新兴的高速串行接口,如移动行业处理器接口(MIPI)、HDMI、MHL及通用串行总线(USB)等,正在取代传统的并行接口,提供配合高端外设所需的数据传输速率。串行接口使数据能以更高的速率传输,同时减少基带应用处理器与不同外围组件(如主屏/副屏、相机接口等)之间所需的线路总数量。智能手机设计存在的潜在问题就是共存问题:连接相机及显示屏的嘈杂数据线路以及多种连接功能如此紧密地组装在一起以致催生EMI及串扰并可能降低性能,使智能手机在给相机或显示屏提供电能的时候无法提供及维持连接(connectivity)功能。

通过无源滤波的方式来应对EMI最有效。因为是串行接口,使用基于陶瓷或铁氧体的传统共模滤波器(CMF)器件已被证实可以满足过去的手机设计需求。低频CMF可以充足地衰减低频共模噪声,但它们在当今功能极丰富的智能手机中的效用已经过时。如今这些器件不再适用,因为事实上传统CMF需要占用大量空间来抑制足够量的噪声,故其尺寸往往大而臃肿,对当今大多数流行的紧凑型智能手机不具吸引力。

尺寸更紧凑的传统CMF并不能强有力地抑制700~2500 MHz频率范围的噪声。基于铁氧体的CMF虽然能够衰减低频噪声,但在较高频率时衰减性能会降低,因而污染重要的3G/4G蜂窝射频频带。此外,陶瓷及铁氧体CMF不提供静电放电(ESD)保护,而ESD保护对于当今使用极易受ESD损伤影响的精微几何尺寸芯片组的智能手机极为重要。如果不采用基于硅的ESD保护,基带及应用处理器易受千伏(kV)等级的ESD冲击,可能损坏处理器及手机。

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