Bu makale kısaca nedenleri ve sonuçlarını incelemektedir. ESD ve EMI Mobil ses sistemlerinde. Daha sonra kullanımı tartışılır ESD bastırıcılar ve EMI Bu tehditleri azaltmak için filtreler. Son olarak mevcut üç çözümü karşılaştırır. Modern malzeme ve teknolojiler sıklıkla ortaya çıkmasına neden olmuştur. elektrostatik deşarj (ESD) ve elektromanyetik girişim (EMI)önemli riskler teşkil etmektedir. Giysilerimiz ve temas ettiğimiz nesneler statik elektrik üretebilir. Dijital teknoloji aynı zamanda elektromanyetik girişim. ESD cep telefonlarındaki elektronik bileşenlere zarar verebilir. Telefonlar kolaylıkla değiştirilebilmelerine rağmen kullanıcılara ciddi zararlar verebiliyor. Telefon devre tasarımcıları, ortadan kaldırmak için gerekli önlemlerin alındığından emin olmalıdır. ESD hasarı.

Ses devrelerindeki EMI, tıslama, patlama ve uğultu gibi duyulabilir sorunlarla birlikte düşük ses kalitesine neden olabilir. Cep telefonu kullanıcıları bu tür müdahalelere tahammül edemez. Bu nedenle ses devrelerindeki EMI'yi filtrelemek için çaba sarf edilmelidir.

1. Elektrostatik Deşarj (ESD): Nedenleri, Sonuçları ve Bastırılması

1.1 Nedenler

Statik elektriğin etkilerini hepimiz yaşadık. Mağara sakinleri olarak tarih öncesi günlerimizden beri buna yıldırımlarda tanık oluyoruz. Bugün hala önemli bir tehdit olmaya devam ediyor ve her yerde mevcut. Saçımızı plastik tarakla tararken statik elektrik oluştuğunu gözlemleyebiliriz. Kolunuzu televizyon ekranına yaklaştırdığınızda kolunuzdaki tüylerin dikleştiğini görebilirsiniz. Bu aynı zamanda statik elektrik etkisinin bir örneğidir.

Bir arabanın kapısını açıp dışarı çıktığınızda, statik boşalmadan kaynaklanan bir şok yaşayabilirsiniz. Evler ve işyerleri giderek elektrikli aletlerle doldukça, statik elektrik de sürekli bir tehlike haline geliyor. Elektrikli ekipmanların imalatında veya onarımında görev alan kişiler, kendilerini ve iş ekipmanlarını topraklayarak korurlar ve elektrikli ekipmanlardan kaynaklanan statik deşarjların neden olduğu yaralanmaları önlerler.

1.2 Sonuçları

Yıldırımın yıkıcı gücünü gösteren binaları ve ağaçları görebiliriz. ESD koruması optimal değilse, küçük deşarjlar bile hassas elektronik devrelere zarar verebilir. Cep telefonları belirli düzeyde ESD korumasına sahiptir. Ses devrelerine yapılan harici bağlantılar en yaygın ESD kaynağıdır. Basitçe kulaklık veya hoparlör takmak, telefonu potansiyel olarak ESD'ye maruz bırakabilir.

1.3 Bastırma

Tüm ürünler gibi cep telefonları da test edilmelidir. ESD göre IEC 61000-4-2 düzenlemeler. Yönetmelik, bir telefonun yaklaşık olarak en az 15 nanosaniye süren 330 A akıma eşdeğer olan 150 kV hava deşarjına (45Ω/1 pF ağ üzerinden) dayanması gerektiğini belirtir. Bu senaryoda telefonun hasar görmeden çalışmaya devam etmesi gerekir. Bu karşılaştırma, yüksek enerjili bir darbeyi ve ESD insan vücudu modeli deneyi. Ana çipi korumak için her potansiyel ESD giriş noktasına ek ESD koruması eklenmelidir. Genel olarak ESD bastırmaya yönelik cihazlar, sıkıştırma gerilimleri olarak bilinen kontrol edilebilir çıkışlar üretir.

Aşağıdaki şekil bir ESD olayında ESD koruma cihazının çıkışını (kelepçe voltajı) göstermektedir.

2. Elektromanyetik Girişim (EMI) – Sebepler, Etkiler ve Filtreler

2.1 Nedenler

Akım aktığında iletkenin etrafında bir manyetik alan oluşur. Akım değiştiğinde manyetik alan da değişir. Bu nedenle akımın basitçe açılıp kapatılması manyetik alanda değişikliklere neden olabilir. Manyetik alandaki bu değişiklikler yakındaki iletkenlerde sinyalleri indükleyebilir. Bunlar elektriğin temel prensipleridir.

Hem ev hem de endüstriyel elektrik, 50Hz veya 60Hz frekanslı AC akımı kullanır. Bu frekanslar duyulabilir aralık dahilindedir. Akım sürekli değiştiği için yakındaki aynı frekanstaki iletkenler sinyal üretebilir. Daha önce ayrı oynatıcılara ve amplifikatörlere sahip bir Hi-Fi sistemi kullandıysanız ve bunların kasaları birbirine bağlı değilse bir uğultu sesi duyabilirsiniz.

Şimdi günümüz elektronik dünyasında sürekli değişen sinyallere bakalım:
– Ses cihazlarının giriş/çıkışları, radyasyon ve iletim yoluyla EMI üretebilir; bu daha sonra daha yüksek frekanslı radyo frekansı sinyalleri yayarak sinyal bozulmasına yol açar.
– Cep telefonu antenleri (TDMA darbeleri), uzun kablolu kulaklıklar tarafından alınabilen radyo frekansı sinyalleri yayar ve ses sinyali yolunda EMI gürültüsüne neden olur.
GSM (Mobil İletişim için Küresel Sistem), aşağıdaki şemada gösterildiği gibi çok sayıda telefon çağrısını aynı anda iletmek için frekans bölmeli çoklu erişimi ve zaman bölmeli çoklu erişimi kullanır.

Belirli cep telefonları yalnızca kendilerine ait olan zamanda başlatılır. Paket sinyalinin temel frekansı 1/4.615 ms = 217Hz'dir. Armoni frekansı 434Hz, 651Hz vb.'dir. Bu frekans duyulabilir. Aşağıdaki şekilde görüldüğü gibi cep telefonunun paket sinyali.

2.2 sonuç

Cep telefonu baz istasyonuyla iletişim kurduğunda veya iki cep telefonu birbirine yakın olduğunda, iletilen darbe ses kanalından amplifikatör, hoparlör veya kulaklıklı mikrofon seti kablosu aracılığıyla geçer. Sonuç olarak ses kalitesi önemli ölçüde azaldı.

2.3 Filtreler

Ses kalitesinin mümkün olan en üst seviyede sağlanabilmesi için EMI filtrelerinin EMI parazitinin girdiği noktaya mümkün olduğunca yakın olması gerekmektedir.
Filtrelerin seçimi bant genişliğine, kesme frekansına ve durdurma bandı zayıflama özelliklerine göre yapılmalıdır. Yüksek kaliteli ses yaratmanın bir diğer faktörü de toplam harmonik bozulmadır (THD). Zayıf THD, normalde mükemmel olan bir ses sisteminin ses kalitesini bozabilir. İdeal olarak EMI filtrelerinin THD değeri en zayıf sinyal zincirinden daha iyi olmalıdır.
Temsili özellikler şunları içerir:
• 25-800 MHz frekans bandı için en az -2480 dB durdurma bandı zayıflaması
• 20-10 MHz frekans bandı için en az -800 dB durdurma bandı zayıflaması
• Yüksek kaliteli ses sağlayan, -0.03 dB(A)'den az olmayan THD+N (%70) MIC hattı.
Devre kartı alanını göz önünde bulundurun
Cep telefonları GPS, MP3, FM, Bluetooth ve DVB-H gibi giderek daha fazla multimedya işlevini bünyesinde barındırıyor. Bu işlevler ek devre kartı alanı gerektirir. Tasarımcıların ESD ve EMI çözümlerine yer açması gerekiyor.

3. Üç Çözümün Karşılaştırılması

3.1 Ayrık Çözüm

Bu çözüm, bir ESD baskılayıcı ve EMI filtresi oluşturmak için 24 ayrı bileşenden yararlanır. Ancak maliyet ve güvenilirlik 24 ayrı bileşenle sınırlı olduğundan bu çözüm optimize edilmemiştir.

3.2 Düşük Sıcaklıkta Birlikte Ateşlenen Seramik (LTCC) ve Varistör Çözümü

LTCC EMI filtresi, filtreleme gereksinimlerini etkili bir şekilde karşılayabilir. Ancak varistörün yüksek bir sıkıştırma voltajı vardır (maksimum VCL > 100V), bu da hassas mikron altı çip ESD'si için optimize edilmiş koruma sağlamaz.

3.3 Entegre Pasif ve Aktif Cihazlar

Bu teknoloji, koruma diyotlarını ve dirençler ve yüksek yoğunluklu kapasitörler gibi pasif bileşenleri silikon çipler gibi entegre devrelerde birleştirir. Önceki iki çözümle karşılaştırıldığında IPAD çözümünün avantajları şu şekildedir:
• Tüm ESD bastırma ve EMI filtreleme gereksinimlerini karşılayabilir.
• Devre kartı alanından önemli miktarda tasarruf sağlayabilir (yaklaşık %78).
• Doğal silikon cihazlar kullanılarak daha belirgin güvenilirlik ve daha düşük işletme maliyetleri sağlanır.

4. Sonuç

Bu makalede, mobil ses arayüzlerinde ESD ve EMI'nin nedenleri ve olası sonuçları tanıtılmakta ve ESD bastırma ve EMI filtreleme gereksinimleri kısaca tartışılmaktadır.

Mevcut entegre ESD koruması ve EMI filtreleme çözümleri karşılaştırıldığında, en iyi ESD korumasını (en düşük VCL) ve en iyi durdurma bandı zayıflamasının yanı sıra gelişmiş güvenilirlik ve daha düşük işletme maliyetleri gibi diğer olumlu koşulları sağlayabilir.

Etiketler:ESD61000-2