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当代手机各外部接口的ESD保护设计指南

2010-04-202540

  由于手机的设计对象是大众消费者,而且可在任何环境中使用,因此ESD很有可能会进入其中的一个端口或I/O接口,并导致芯片组出现电气不稳定现象或完全损坏。图2用于帮助说明不同电路该用什么样的ESD保护技术。它表明,所有的电路都有可能为ESD进入手机提供一个途径。
 


 

  了解了上述信息后,我们就可以分析手机中的不同电路,并选择最佳的解决方案。

  1) 天线电路(GSM/CDMA/蓝牙和FM收音机)

  这些是低电压电路,而且它们还用于承载高频信号。GSM/CDMA/GPRS工作在800MHz到1900MHz;蓝牙工作在2400MHz,FM收音机工作频率可高达约108MHz。为了保持射频信号的完整性,ESD抑制器的关键特性是一个非常低的电容值。由于这个原因,推荐使用PGB2010402(PGB)。它的电容值仅有0.07pF,不会衰减射频信号。

  2) 音频接口(耳机、扬声器和麦克风)

  这些电路承载20Hz到30,000Hz之间的音频信号。由于这些是低频电路,ESD保护器的电容并不需要是最小的。不过,通过仔细控制电容值(20pF到30pF),有可能在进行ESD保护的同时也获得一些EMI滤波效果。为了满足这些特性,推荐的解决方案包括V9MLA0402L(MLV)和SP1003-01DTG(SPA)。应当指出的是,SPA产品具有比MLV器件更低的钳位电压,因此它可能是更合适的选择,如果音频CODEC芯片组对ESD非常敏感的话。

  3) 高速数字接口(如USB 2.0)

  USB数据总线的数据传输速率已从12Mbps(USB 1.1)增加到480Mbps(USB2.0)。由于数据传输速率是如此之高,因此有必要尽量减少ESD保护器的电容值,以防止数据信号不会产生任何失真。出于这个原因,推荐在USB总线的D+和D-线路采用PGB2010402(PGB)和SP3003-02XTG(SPA)进行保护。同样,了解芯片组(数字基带或USB收发器)的ESD敏感度是很重要的。如果它们对ESD非常敏感,SPA产品线就是更好的选择。

  4) LCD模块/SIM插座/SD和MMC接口

  总的来说,这些电路并不属于高速。其数据传输速率一般限于20Mbps或更低。因此,如果ESD保护器的电容值是40pF或更低,就不会有任何信号完整性问题。满足这一要求的产品是V9MLA0402L(MLV)和SP1001-04XTG(SPA)。

  还应当指出的是,一些LCD模块和智能卡正在使用高达200Mbps的高速接口。因此,与USB 2.0一样,有必要将ESD保护器的电容值减到最小。针对这些高速总线推荐的解决方案是PGB2010402(PGB)和SP3003-04XTG(SPA)。

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