如何管理高速数字接口的EMI

时间定义；底部)与a图显示的变换相应的频谱。

波形整形

实施压摆率控制的直接方法是调整电流源充放电电容。这就产生了如图3及下面图5a中所示的直线变换。其它波形形状也确会影响EMI值，结果有好有坏。例如，图5b展示了由简单RC滤波所得到的指数波形的效果。这里，EMI其实变得更严重。原因是，在任何变换开始时，指数波形都形成一个尖角，即使任何变换的结尾是光滑的。但在变换终点，侵损已经发生。

图5c展示了当所有的尖角被从接口波形中除去，频谱钳限性能大大改善了。除去尖角是波形整形的首要目标，所以，有时也将其称为波形曲率限制。

(a)

(b)

(c)

图5：具有不同波形形状的信号变换的EMI信号的频谱变化：a)线性变换，b)指数变换，和c)滤波后的波形。指数变换实际上抑制EMI的能力最差。

技术组合拳

所有的EMI管理技术始于最大化物理隔离。除隔离外，取决于接口标准化委员会遇到的具体问题，会采用不同的技术。下面介绍来自于公布的MIPI标准的两个例子。

MIPI联盟的M-PHY规范是个使用低幅值差分信号的HSS链接。由于数据传输速率高于许多蜂窝和其它无线通信频率，所以组合使用了数据速率选择、压摆率控制以及漂移边界等方法以降低出现在内部(包括可能的单片)射频接收器输入端的EMI。图6是体现这种改善的一个例子。

图6：MIPI联盟的M-PHY接口组合了漂移边界与压摆率控制技术，以尽力降低高频EMI。将该结果与图4b中的频谱进行比较。

MIPI联盟的射频前端(RFFE)接口有不同的问题，且采用不同的技术管理EMI。RFFE应用需要大幅值的单端信号，即便该接口工作时紧邻敏感的射频输入。这里采用的技术组合首先采用与应用需求一致的最低数据传输速率。然后，我们对接口波形实施曲率控制，以确保任何EMI都被限定于低于本地射频的工作频率。图7是演示其作用效果的一个例子。

(a)

(b)

图7：MIPI联盟的RFFE接口组合了数据速率选择和波形整形技术，以将不需要的射频信号频带控制在主要无线通信频带以下：(顶部)26MHz数据速率已经使得大部分信号能量位于低频，而(底部)在每一个转换的开始和结束都另实施了少量的曲率控制，显著改善了EMI抑制性能。

总结

设计的EMI管理是实现移动设备内接口和接收器相互透明度的一个关键组成部分。定义这些接口的规范委员会，如MIPI联盟，最好地掌控着这种能力。

由在强调相互透明度的M-PHY和RFFE接口规范的制定中所获经验表明，对降低EMI来说，有的技术很有效、有的不那么有效。目前为止，最有效的技术是良好的物理隔离。其次是限定差分信号允许的漂移，以及避免采用可导致指数接口波形的RC滤波。对减小EMI来说，使用波形整形技术以减少接口波形上的尖角是特别有效的方法。

选择数据速率是不需要滤波的一种技术。由于来自数字波形的EMI在此数据速率和其所有的整数倍速率都有频谱零值，将这些零值放置在所关注频带的附近也十分有效。最后但当然不是不重要的，是降低接口波形的幅值。这种技术对EMI的影响微不足道。