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手机中ESD和EMI干扰音频系统连接器的解决方案

发布时间:2020-06-30 18:27:36 阅读: 来源:隔膜泵厂家

这篇文章简要地探讨了手机音频系统中ESD及EMI的起因及结果。接着研讨了ESD干扰抑制器和EMI滤波器的使用,以避免这些威胁。最后,比较了当前三种解决方案。

现代材料和技术引起静电放电(ESD)和电磁干扰(EMI),并成为经常存在的危险。我们的穿着和我们接触的物品会引起静电放电。数字技术已有电磁干扰。静电放电会破坏手机里的电子部件。手机容易替换,但对用户的伤害很大。手机电路设计者必须确保采取必要的措施,以消除ESD的破坏。

在音频电路中如有电磁干扰(EMI),会出现嘶嘶、噼啪、嗡嗡等声音,声音质量很差。手机用户无法忍受这样的干扰。因此,必须设法过滤音频电路的电磁干扰。

静电放电——起因、结果和抑制

起因

差不多每个人都经历过静电流的影响。当我们还是史前石器时代的穴居人时,我们已在闪电中见到过它。当然,它今天仍是重大的威胁,各处都有。用塑料梳子梳头,可看到静电荷的产生。将你的手臂靠近电视机的屏幕,你会看到你手臂上的汗毛竖起来。这也是静电效应。

当你打开车门,从你的车中走出,你也许会感受到一阵电击,它来自静电释放。随着家里和工作地点拥有越来越多的电器设备,静电已是一种持续的危险。制造或维修电气设备的人们要保护自己和工作用的设备,他们将自己与设备连接,用以避免电器设备静电放电造成的伤害。

结论

我们能看到闪电打击建筑物和树,它具有破坏力。如果电子电路的ESD保护不是最优,即使是很少的放电,也会破坏灵敏的电子电路,这是人们已探测到的。手机具有一定的ESD保护。音频电路的外部连接是ESD最常见的来源。简单地插入耳机及扩音器,这也许意味着手机将受ESD的影响。

如图1所示,电子部件受ESD影响时,会发生什么?会产生一个细微的孔,氧化物将侵扰部件。

图1 受ESD影响,氧化物冲进一个小孔

抑制

与所有的商品相同,手机必须根据IEC61000-4-2条例鉴定其ESD。条例规定:手机可抵抗15 kV空气放电(通过330Ω/150 pF),即大约不小于1毫微秒穿过45 A电流。在这种情况下,手机应能继续工作,没有被破坏。上述是一个高能量脉冲与ESD人体模型实验的比较情况。为了保护主芯片,在每一潜在的ESD入口点都必须添加额外的ESD保护。一般来说,抑制ESD的设备生成可控输出,称作箝位电压。

图2所示的是一次ESD事件中,ESD保护设备的输出(箝位电压)。

电磁干扰EMI——起因、结果及滤波器

起因

电流流动,在导体周围产生磁场。电流变化,磁场会随之变化。所以,简单地开关电流,即会产生磁场的变化。磁场的变化可引发附近其他导体产生信号。上述是基本的电学原理。

家庭用电和工业用电均使用50Hz或60Hz交流电。这是听得见的频率范围。电流持续不断地变化,附近相同频率的导体将产生信号。如果你使用过Hi-Fi,使用独立的播放器和扩音器,而同时它们底盘未连接在一起,你将听到嗡嗡声。

思考当今电子世界,到处信号持续不断地变化:

·音频的输入/输出能产生辐射及传导EMI,然后发射更高频率的射频线,导致信号失真。

·手机天线(TDMA脉冲)会发射射频信号,此信号可被长线头戴式耳机接收,导致音频信号通路中EMI噪音。

GSM(全球通)手机标准使用频分多路传输和时分多路传输,同时传送大量电话,如图3所示。

特定的手机只在属于它的时间空当发射。包络信号的基本频率是1/4.615 ms=217Hz。谐波频率为434Hz、651Hz等。如此频率是听得到的。如图4所示,为手机的包络信号。

结果

当手机与基站通讯,或两个手机彼此接近时,发射脉冲通过扩音器,扬声器,或头戴式耳机线传人音频通路。见图5。

结果是音频质量大幅降低。

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