雙重音頻濾波器ESD/EMI保護(hù)設(shè)計(jì)

關(guān)鍵詞： EMI , ESD , 濾波器 , 設(shè)計(jì) , 音頻

作者：D’Arbonneau和Michael Pechloff    來(lái)源：電子設(shè)計(jì)技術(shù)    日期：2009-08-31

　　隨著便攜式和無(wú)線設(shè)備的日趨復(fù)雜化，此類設(shè)備越來(lái)越容易受到靜電放電（ESD）和電磁干擾（EMI）的攻擊。尤其在立體聲耳機(jī)、移動(dòng)電話、便攜式多媒體播放器、PDA或筆記本電腦等電子設(shè)備中，需要降低電磁干擾，以確保電子設(shè)備的高音頻質(zhì)量。

2009-11-4 10:38:29 上傳

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圖1：CA04F2FT5AUD010G雙重音頻濾波器組合，占用面積為1.37 x 0.92 mm2。

　　通常，電磁干擾（EMI）由無(wú)線射頻產(chǎn)生，對(duì)音頻線路造成影響。同時(shí)，音頻輸入和輸出又能使無(wú)線射頻線產(chǎn)生失真。針對(duì)這一問(wèn)題，愛普科斯研制出一款新型組合式雙重音頻濾波器（CA04F2FT5AUD010G），可有效降低寄生噪聲，提高音頻質(zhì)量。該濾波器被置于0405雙通道封裝內(nèi)（見圖 1），其特點(diǎn)是串聯(lián)電阻低，并集EMI濾波和ESD保護(hù)于一體。

2009-11-4 10:38:29 上傳

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圖2：一體化ESD/EMI保護(hù)的應(yīng)用舉例。

　　設(shè)計(jì)此款新型音頻濾波器需要將十個(gè)分立元件的功能集于同一塊芯片上（圖2）。由于此濾波器具有20 MHz的截止頻率和0.2Ω的低串聯(lián)電阻，它在要求低通帶衰減的應(yīng)用中提供了良好的解決方案。對(duì)于所有四波段GSM頻率制式（850/900/1800 /1900 MHz）、UMTS制式（2.1 GHz）和GPRS/WLAN藍(lán)牙頻率（2.4 GHz），當(dāng)頻率范圍為200 MHz 至 4 GHz時(shí)，其衰減高于-20 dB。在頻率為900 MHz時(shí)，它的衰減值非常高，超過(guò)-60 dB (圖3)。

2009-11-4 10:38:30 上傳

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圖3：CA04F2FT5AUD010G音頻濾波器的插入損耗

　　使用TVS和齊納二極管的濾波器在音頻信號(hào)路徑上具有非常明顯的非線性特征。因此，它們可極大增加總諧波失真度（THD）。相比較而言，愛普科斯生產(chǎn)的雙重ESD/EMI音頻濾波器具有低THD的特點(diǎn)，在1kHz時(shí)噪聲值低于-100dB，因而，它處理超清晰的聲音的能力很強(qiáng)。

2009-11-4 10:38:27 上傳

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圖4：雙箝位結(jié)構(gòu)提高ESD脈沖保護(hù)能力。第一壓敏電阻箝位將ESD脈沖從8kV降至200V，
第二壓敏電阻箝位則將ESD脈沖降至70V。

　　音頻濾波器的設(shè)計(jì)還能對(duì)敏感的IC提供極好的ESD保護(hù)(IEC61000-4-2, 4級(jí)標(biāo)準(zhǔn))。其內(nèi)部采用雙箝位結(jié)構(gòu)，可將ESD脈沖從8 kV降至70 V（圖4）。此外，音頻濾波器還具有非常穩(wěn)定的陶瓷結(jié)構(gòu)。即便經(jīng)過(guò)1000 ESD脈沖，雙重式ESD/EMI音頻濾波器仍能保持原有的高濾波性能。