TVS在数字移动电话电路中的设计与应用
4.2 数字接口(USB)的浪涌防护
手机的USB(通用串行总线)接口有两条数据线,由于数据传输速率很高,可以连接到任何一台具备USB接口的PC机上传送数据,为肪止ESD/EFT的骚扰和噪声干扰,需要用TVS进行防护。如图4所示。
4.3 键盘电路的浪涌防护
为保障键盘驱动电路免受ESD/EFT的侵害,键盘控制电路的每一行、每一列都需要接一个TVS做保护,由于频率不高,所以对TVS的极间电容要求不严,可以选用标准电容的“双向”TVS做全方位的保护,如图5所示。
4.4 彩屏LCD驱动接口的噪声干扰/ESD防护
彩屏LCD驱动的数据线其数据传输速率很高,容易被各种噪声所干扰,造成图像质量下降,为此需要在数据线上采用有EMI(电磁干扰)抑制能力的TVS进行滤波和ESD防护,以保障彩色图像的高质量。如图6所示。
4.5 耳机/麦克风电路的浪涌防护
为保障多模转换器免受ESD/EFT的侵害,防止耳机和麦克风导线引入高频干扰,实现高质量的语音通信,在耳机/麦克风电路采用有EMI抑制功能的TVS,它既能泄放耳机以及手持听筒上的静电,又有一个(RC)π型低通滤波器,很高的通频带可抑制各种干扰,从而保证语音的高质量。如图7所示。
4.6 电源接口的浪涌防护
为防止ESD/EFT对电源接口的骚扰和电源导线引入的杂散高频干扰,在电源接口或外部连接器的电源输入端施加TVS进行保护。图8是共模/差模都有保护能力的ESD防护电路。
4.7 数据接口的浪涌防护
用于存放手机的机身号码、锁急码、电话号码薄及其他设置的数据接口与微处理器和存储器连接,为保障微处理器/存储器免受ESD/ EFT的侵害,需在数据接口使用TVS泄放静电,使微处理器/存储器可靠工作。如图9所示。
除了采取安装TVS器件来抑制过电压浪涌,同时,在电路设计过程中应充分考虑并满足抗干扰性的要求,避免在设计完成后再去进行抗干扰的补救措施,要使电子电路获得最佳性能,应注意:元器件的布局应整齐、有序、均匀、紧凑,尽可能缩短各元器件之间的引线和连接线的长度,避免各元器件间的相互干扰;保护器件的接地线及连接线应遵循“短、直”原则;_未进行保护的回路不得并联接于已实施保护措施的回路,避免危险电涌从未保护回路引入;将TVS器件直接接入电路入口端,并尽量靠近被保护接口和线路,避免自感耦合引起的干扰;重要的信号线路应避开保护地线,并与其有一定安全距离;要尽可能减小信号回路环绕的面积,减少辐射噪声干扰;易受干扰的元器件不能相互挨得太近,将敏感、关键信号远离输入/输出口,并远离电路板边缘地带。使用TVS阵列保护电路可以节约电路板的空间,减少多条回路引发的寄生自感。
6 结语
(1)使用TVS对数字移动电话电路进行保护是一种方便、经济、有效且可靠的方案,TVS便于小PCB板的有效接地,利于电路板集成设计,是理想的手机电路过电压防护器件。
(2)应根据被保护电路的特性及TVS的相关参数选择适配的保护器件。TVS的加入不应对电路系统正常运行产生影响,必须能承受预期通过它们的浪涌电流,并具有通过电涌时的电压保护水平和箝压能力。
(3)除了采用TVS进行预防保护措施外,设计者应考虑电磁兼容(EMC)电磁干扰、串扰、信号延迟和差分对布线等设计因素,应合理布局与布线,加强电路本身的抗干扰设计,提高电路运行的安全系数。
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