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選擇適合的集成EMI濾波及ESD保護方案(2)
2012年04月18日 10:59 來源:電子發(fā)燒友 作者:灰色天空 我要評論(0)
在便攜設(shè)備市場,手機占據(jù)重要位置。自然地,手機中諸多位置都會應(yīng)用到集成ESD保護的濾波器。就手機應(yīng)用而言,常用的濾波器除了LC和RC濾波器,還有共模扼流圈EMI濾波器,這種濾波器幫助減少寄生電感,提供更出色的共模濾波。這些手機濾波器的類型帶寬頻譜見圖3。
圖3:手機濾波器類型帶寬頻譜。
不同的手機應(yīng)用需要采用不同的濾波器。一般而言,應(yīng)用的數(shù)據(jù)率越高,濾波器線路的總電容就要越小。對于音頻線路等數(shù)據(jù)率相對較低的手機應(yīng)用而言,EMI濾波器的標準電容在幾百個pF范圍內(nèi),就足以提供優(yōu)秀的濾波性能和最小的信號干擾。
其中,在揚聲器、麥克風(fēng)、音頻插孔/耳機等音頻應(yīng)用中,可以選用LC或RC類型的濾波器,如安森美半導(dǎo)體的NUF2441FCT1G、NUF2450MUT1G、NUF2114MNT1G、NUF2116MNT1G和NUF4220MNT1G等,這些濾波器均集成了ESD保護功能,保護2條至4條音頻線路,二極管電容在數(shù)十pF到240 pF之間。以NUF2441FC為例,這LC濾波器為2條音頻線路提供EMI濾波與IEC61000-4-2第4級 ESD保護功能,采用倒裝芯片(flip-chip)封裝,以單顆IC替代2顆電感、4顆電容再加4顆TVS二極管,幫助節(jié)省成本及減小電路板占用空間。
NUF2450MUT1G也是一款雙線式LC型EMI濾波及ESD保護器件,在800 MHz至5.0 GHz頻率范圍下提供大于-30 dB的衰減;這器件采用節(jié)省空間的uDFN 1.2×1.8×0.5 mm的超小封裝,提供20 MHz的截止頻率與極小的線路阻抗,非常適合需要低帶通衰減的音頻應(yīng)用。NUF2114MNT1G則是一款雙線式RC型EMI濾波及ESD保護器件,采用DFN8封裝,在900 MHz至3.0 GHz頻率下提供大于-30 dB的衰減,同樣以單顆IC替代多達10顆分立元件,幫助降低成本及節(jié)省空間。
在手機應(yīng)用中,顯示屏和相機等數(shù)據(jù)線路的帶寬比音頻更高,可以采用RC濾波器,如安森美半導(dǎo)體采用uDFN封裝的NUF40xx、NUF60xx和NUF80xx等系列器件。此外,安森美半導(dǎo)體還為數(shù)據(jù)線路濾波應(yīng)用推出采用極小型WDFN/uDFN封裝的X3系列RC濾波器,包括NUF4310MN和NUF4110MN。這新系列的4通道RC濾波器在2.5 V電壓時的線路電容僅為17 pF,集成了40個分立元件,提供極小占位面積(1.0×1.4×0.75 mm/1.0×1.6×0.75 mm)、極低阻抗(100 Ω)和業(yè)界領(lǐng)先的ESD保護(IEC61000-4-2第4級),支持高達120 Mbps帶寬,適合手機、移動互連設(shè)備(MID)、便攜式媒體播放器(PMP)、數(shù)碼相機、膝上型電腦或上網(wǎng)本等便攜產(chǎn)品的高分辨率相機模塊和顯示屏等應(yīng)用。
在上述手機高分辨率顯示屏和相機接口等數(shù)據(jù)應(yīng)用中,還可以采用高速LC濾波器,如安森美半導(dǎo)體的NUF2900MN。與傳統(tǒng)RC濾波器相比,高速LC濾波器的截止頻率更高、寬頻衰減更大、插入損耗更低。如NUF2900MN的典型截止頻率為350 MHz,在800 MHz至6.0 GHz頻率時提供大于-30 dB的衰減,插入損耗性能也更具優(yōu)勢,參見圖4。
圖4:典型RC EMI濾波器與高速LC EMI濾波器(NUF2900)的響應(yīng)性能比較。
值得一提的是,手機中的高帶寬應(yīng)用越來越多,顯示屏尺寸更大且分辨率更高,而且空間受限,推動并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)向串行數(shù)據(jù),解決方案就是采用低壓差分信令(LVDS)來串行MDDI、MPPI、USB 2.0和uSerDes等數(shù)據(jù),相應(yīng)地采用共模扼流圈(CMC) EMI/RFI濾波器,通過高帶寬差分信號,同時濾除不需要的共模EMI/RFI信號。在這方面,可以采用安森美半導(dǎo)體的NUC2401MN高速串行數(shù)據(jù)濾波器。這是業(yè)界首款集成超低電容(0.8 pF) ESD保護和共模濾波技術(shù)的CMC濾波器,采用小型2.0×2.2 mm DFN封裝,單顆元件適合USB2.0(480 Mbps)、IEEE1394(400 Mbps)、MDDI(最高550 Mbps)、MIPI(最高1.0 Gbps)和HDMI 1.2(每通道最高1.32 Gbps)等多種高速設(shè)計,為這些應(yīng)用消除共模噪聲,提供純凈的數(shù)據(jù)流。
值得一提的是,NUC2401MN與電容同樣低于1 pF的硅競爭器件相比,提供更優(yōu)異的ESD鉗位性能,非常適合高速數(shù)據(jù)線路的EMI濾波及ESD保護應(yīng)用。
總結(jié)
手機等便攜設(shè)備隨著數(shù)據(jù)率及時鐘頻率的提高,越來越需要高性能的EMI濾波與ESD保護方案。安森美半導(dǎo)體提供新的集成型EMI濾波器,在提供優(yōu)異的EMI/RFI濾波性能的同時,還提供符合IEC61000-4-2 4級標準的ESD保護功能,以單顆IC替代10顆甚至數(shù)十顆分立元件,非常適合手機等便攜應(yīng)用中的音頻及數(shù)據(jù)線路應(yīng)用。
本文導(dǎo)航
- 第 1 頁:選擇適合的集成EMI濾波及ESD保護方案(1)
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