最新的元器件技术和EMI解决方案

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以前各个产品的界限比较明确一点，电视就是电视，手机就是手机，但是现在手机有电视的功能，电视又带有通讯的功能，这样集成化发展的话，之前的EMI解决方案就不能满足应用了，就必须研发出新的产品和新的方案来解决在产品融合当中所产生的应用问题。
 
 
 
无线通信技术和电脑技术，当然不仅仅是电脑技术，和其他技术逐步的融合，这样就会产生新的问题，有GPS信号、WIFI的信号等等融合在一起的时候，就会产生新的问题，比如在电脑当中、比如在手机当中，这样各个信号之间，无线信号和数字信号之间就会产生相互的干扰问题，我们把它叫做系统内部的EMC问题，也就是说我的无线信号和我的数字电路之间产生了相互干扰，有可能是无线信号干扰了数字电路不能正常工作，有可能数字电路的噪音对射频这块产生了干扰，都有影响。这就是系统内部的EMC问题。
 
 
 
这是不同标准测试的所需要的，比如模拟电视、无线网络、数字电视等等，它所需要应用的一些限定值，从我们的解决方案来看，最好是你实际的噪声标准比这个标准低很多，我们进行EMC测试的时候，有可能刚刚达到标准，单从一个系统来讲可能没有问题，比如只是从模拟电视或者网络口，以电脑为例，WIFI这个标准过了，各个系统集成以后，就使整体的辐射水平比单个系统要更加严重。所以我们认为，要解决系统内部的EMC问题，最好让你的噪声水平比标准低很多。这就是以手机为例的系统内部的EMC问题，这是数字电路，这是辐射，数字电路部分和声音的部分，这里想说明一点，这是一条很好的传输路径，数字当中比如芯片当中出来的噪音影响到RF部分，RF产生问题就影响到接听部分，从消费者的直观表现就是听不清楚，它是从数字电路来的，并不是RF接收不好。这也是一个比较典型的EMC传输路径。
 
另外今天很高兴有机会给大家介绍一下关于村田的EMI解决方案和元器件。我讲的过程中大家有什么问题的话都可以随时问。我今天的议程大概是这么几个，首先讲一下现在EMI市场发展趋势，第二是讲一下应用趋势以及村田针对EMI的解决方案，最后总结一下关于怎样来在你的产品当中避免EMI问题发生。当然这里也要感谢本次研讨会的主办方  我爱方案网 ( http://www.52solution.com )和电子元件技术网以及深圳消费电子展( http://www.aidzz.com  ).
因为现在手机功能有很多了，比如GPS、RFID、放大器、数字电视等，很多功能都支持到一个手机当中去，这样干扰就会越来越严重。相对来讲，要解决系统内部的EMC问题，以手机为例，其他像电视等等都是一样的，就需要在合适的部位加上合适的EMI的器件，比如加上滤波器等等，在传导路径上用电波吸收体等等，各种EMI解决方案要根据实际例子来进行选择。这里想说的是，EMI期间对于噪声吸收的作用，这是对策之前的，这是标准的，这是对策之后的，这个想说明一点，EMI器件可以很有效的吸收掉你所不希望发生的一些噪音，对于解决系统内部的干扰是非常有用的。
 
 
 
这是以MP3/4为例，噪音从数字电路辐射到天线，从而导致灵敏度变差，不知道大家有没有做数字电视，我们公司也碰到这样的问题，我们的客户在测量接收灵敏度的时候，一直不能通过标准，某几个频段灵敏度下降很多，是由于其他的数字电路，比如说他的电源那一块电路，由于PCDC线路不好发出噪音从而影响了灵敏度，这个不仅仅要从外部电路着手，还要注意从内部考虑干扰源。
 
这是讲了我们的测试方法，我们做了一个模拟的测试，通过这个设备对辐射噪音进行测量。这是一个最初的没有加EMI器件的效果，这是有加了器件的效果。当我们测量下来的时候，灵敏度会受到很大的干扰，是由于内部的干扰，而不是外部的设计所引起的。我们这里想说明一点，在你组装的时候，特别要注意在接口部分共膜噪音的影响，我们采取的方法应该把EMI器件加在接口部分。这是我们针对一些方案加的，比如LCD这一块加了陶瓷电容，而这个部分加了三端子的电容，从这个比较来看，最大大概有5到7个DB的改善，加了很小的元器件，就可以大幅度提高系统接收能力，使噪音水平下降很多。但是具体在什么位置加什么器件，这要根据实际情况进行选择。
 
 
 
现在无线通信的频率正在逐步的向高频化发展，以前只有几百K，现在手机900M，有3G、2.4G的，高频噪音越来越高，原来的器件是针对低频使用的，当低频的器件运用在高频当中就达不到效果，所以就要开发出更适合高频的器件。开发新的东西可以去元器件知识库( http://www.cntronics.com/public/baike  )发掘一些新的比较不错资讯！
我们对于系统内部干扰的解决方案有两点，第一个是根据信号的频率来讲，我们需要提供在更高频率上有更好滤波效果，还有一点，新的贴装技术，传统贴装技术就是两个端子贴在PC板上，这是最常见的。但是也有其他的贴装方式，可以解决这些问题。从而能够更好的改善EMC的问题。这是一个举例来讲，这是LCD平线，我们会加滤波器。我们也有一些方案提供给大家，这些现在来讲是比较传统的方案，这些已经大量的在使用了，实践证明运用这些期间的效果是非常明显。
 
 
 
这里是EMI频率特性的改善，这条蓝色的曲线表示未来的曲线，这里想说明一点，以前的三端子电容器适用于比较低的频率，比如1G、2G等，未来得频率更高，可能达到6G、7G都有可能，如果你运用传统器件的话，或者根据以前的经验，运用在更高频的话，可能效果就不是很好，我们要开发出来更大的器件以适用于高频的改善。这是磁珠的改善，现在磁珠是在这里，高频磁珠是在这里，磁珠的运用也逐步逐步上升，根据噪音的变化。信号频率高的话，你的噪音频率会比信号频率还要高，就需要提高磁珠的高频特性。你如果应用在这个频率的话，意味着我的磁珠完全没有效果。
 
 
 
刚才讲的都是一些材料上的介绍，比如提高差量损耗，都是从材料方面入手。还有一种，我们可以通过改善不同的贴装方式，第一种是嵌入式，这个很好理解，把磁珠、电容埋到PCV板中去，都是正面和反面，反面贴元器件。我们村田现在已经有这样的产品，通过这种产品可以埋到PC板中去，在电源层和信号层之间，把电路都埋进去，这样由于通信距离，也不需要过孔来连接，直接连接信号层，这样距离更短，这样效果更好，所以这种技术的话，我们和一些大的公司正在合作，已经有一些产品正式量产了，取得的效果还是很明显。
 
第二种就是低温共烧陶瓷技术，因为陶瓷都需要一个煅烧的过程，这个温度大概在1300度以上，高温煅烧的时候会使内部的金属电极发生一定的变化，这样会使它的特性都会有下降。我们村田就会开发了这样一种技术，低温共烧陶瓷技术，当然结构有一定的区别，区别在于煅烧的过程中，温度低于一千度，700度或者  800度。这样就能够很好的改善。
 
 
 
我们村田也有一些新的产品投入到市场当中去。还有一种是SIP，通过这个技术就可以把电容、磁珠等等元器件做到IC当中去，通过飞线进行连接，你拿到的只是一个芯片，外观没有什么改变，但是需要一些滤波电容等，通过这个技术都集成到芯片里面去，这种技术第一就可以很有效的比你接在外面的旁路效果还要好，滤波效果等等还要好。这个芯片就不会发散出去噪音了。第三，电路设计就非常简单，不需要任何元器件，一个芯片就可以了。这个技术我们村田公司正在和一些公司进行合作，当然现在还不是很成熟，从埋入技术来说，已经有正式的产品，如果大家有兴趣的话可以向村田咨询一下。这些并不是改善材料，只是通过不同的工艺，这只是一些新的应用的方法。
 
 
 
当然还有一个小型化的结果，现在主流的是0402，尺寸越小，相对来讲所占的空间越小，就能够生产设计出来更轻、更薄的东西。我们开发出来新的电极，比如新的装配的东西，这都是新的理念来吸引刚才所说的频率越来越高的趋势，我们就认识到，之前一些旧的贴装模式有一些问题。
 
这张想说的是，无论是电视还是其他东西，需求越来越高。LCDTV来讲，内部处理频率已经达到几百M，已经不仅仅是一台电视了，更接近于家庭的数字终端，都可以处理，也可以用电视上网，不需要通过电脑，用电视就可以上网，相对来讲各种复杂的东西都在里面的话，电磁噪声就更加复杂了。还有很多的接口，HDMI借口，SATA、USB30等等，这些接口的频率越来越快，所发生的问题就越来越多。本次演讲这里可能记录不全，可以到主办方电子元件技术网(http://www.cntronics.com)下载完整版资料：http://www.cntronics.com/public/seminar/westernreport/id/35
 
USB1.1的时候，任何问题没有。USB2.0的时候，问题就很多了。USB3.0的速率可以达到几G，但是问题非常严重。我们正在和一些厂合作来解决它所发生的一些问题。USB3.0器件传统的产品根本没有效果。我们村田正在开发一些器件来对应USB3.0的应用。速度很快就意味着会发生很多很多问题。这是工作频率和噪音的传输方式。说明一点，噪音频率肯定要比工作频率高，工作频率提高了，噪音频率比你更高，这样传统的低频线就不合适。这里讲了差分信号线的传输，刚才讲了USB3.0、HDMI都是差分传输，我们需要共模的阻抗，它的特点都知道，差分阻抗会抵消，但是共模是不能抵消...