無需與接地層相連的EMI濾波器

在抑制由信號線發(fā)出的電磁噪聲輻射時，設計人員常常會使用T型或π型結構的EMI濾波器。這些濾波器通過電容器將信號線連接到接地層，由此，信號中不受歡迎的成分或噪聲就會通過濾波器流入地面。也就是說，這種方式通過把噪聲成分“丟”到地面來降低電磁噪聲輻射。

然而，在使用此類EMI濾波器時必須格外小心，因為如果接地層阻抗過高，被丟棄的高頻成分就可能在接地層產(chǎn)生電勢差，進而形成新的噪聲輻射源。從這個意義上說，這些濾波器只能用于接地層阻抗非常低的情況。問題正如Murata Manufacturing公司所指出的：“許多情況下，在手機等小型設備中不太可能有足夠大面積的接地層。事實上，人們在開發(fā)這些設備的過程中發(fā)現(xiàn)，確實存在盡管插入了EMI濾波器但電磁噪聲輻射卻沒有降低的情況。”

圖1： 插入損失的頻率特性 兩款器件對應不同諧振頻率的插入損失特性。例如，NFA2ASN907AA4L的插入損失在942.5MHz達到最小值22dB，在1.8425GHz達到最小值18dB。

利用LC諧振電路捕獲噪聲

為了攻克這個難題，Murata Manufacturing有限公司開發(fā)了不需要連接到接地層的NFA2ASN系列EMI濾波器。這種濾波器由電感(L)和電容(C)并聯(lián)組成，通過“誘捕”來消除不需要的頻率成分(圖1)。每一組由兩個諧振電路串連而成，每個電路的LC特征值不同，換句話說，就是有兩個不同的“陷阱”(圖2)。

這些濾波器的目標應用是降低手機翻蓋連接處柔性印制電路板(FPC)發(fā)出的EMI。Murata Manufacturing公司解釋：“顯示器和圖像傳感器的像素量正在急劇增加。因而，翻蓋處FPC發(fā)出的電磁噪聲正變得越來越強，而手機接收器的靈敏度也在日漸惡化。這就像出現(xiàn)在人體中的自體中毒(autointoxication)現(xiàn)象。我們所開發(fā)的EMI濾波器致力于消除這種現(xiàn)象?！?

圖2：等效電路 一個電路由兩個LC諧振電路串聯(lián)組合而成，每個LC諧振電路由電感L和電容C并聯(lián)而成。每個濾波器內置4個電路。額定電流為75mA。

該公司開發(fā)了兩款濾波器來應對不同運營商所使用的載波頻率。第一款是NFA2ASN907AA4L，其諧振頻率在940MHz和1.84GHz附近，適用于GSM和DCS系統(tǒng)的手機；另一款是NFA2ASN807AB4L，其諧振頻率在880MHz和2.14GHz附近，適于NTT DoCoMo公司使用W-CDMA系統(tǒng)的FOMA手機。

兩款濾波器都包含4個內置電路，每個電路中有兩個串連的LC諧振器。濾波器外部尺寸為2.0×1.0×0.55mm。Murata Manufacturing公司介紹說：“因為不要求接地，所以該表面貼裝元件與1608型(1.6×0.8×0.8mm)EMI濾波器陣列外形大致相同?！庇捎谟媱澑鶕?jù)不同情況決定價格，所以公司未披露兩款產(chǎn)品的具體售價，但透露價格預計與相同應用中的其它EMI濾波器接近。