在音頻電路中如有電磁干擾（EMI），會出現(xiàn)嘶嘶、噼啪、嗡嗡等聲音，聲音質(zhì)量很差。手機(jī)用戶無法忍受這樣的干擾。因此，必須設(shè)法過濾音頻電路的電磁干擾。

靜電放電——起因、結(jié)果和抑制

起因

差不多每個人都經(jīng)歷過靜電流的影響。當(dāng)我們還是史前石器時代的穴居人時，我們已在閃電中見到過它。當(dāng)然，它今天仍是重大的威脅，各處都有。用塑料梳子梳頭，可看到靜電荷的產(chǎn)生。將你的手臂靠近電視機(jī)的屏幕，你會看到你手臂上的汗毛豎起來。這也是靜電效應(yīng)。
 
當(dāng)你打開車門，從你的車中走出，你也許會感受到一陣電擊，它來自靜電釋放。隨著家里和工作地點擁有越來越多的電器設(shè)備，靜電已是一種持續(xù)的危險。制造或維修電氣設(shè)備的人們要保護(hù)自己和工作用的設(shè)備，他們將自己與設(shè)備連接，用以避免電器設(shè)備靜電放電造成的傷害。 

 
圖１ 受ＥＳＤ影響，氧化物沖進(jìn)一個小孔

結(jié)論
我們能看到閃電打擊建筑物和樹，它具有破壞力。如果電子電路的ESD保護(hù)不是最優(yōu)，即使是很少的放電，也會破壞靈敏的電子電路，這是人們已探測到的。手機(jī)具有一定的ESD保護(hù)。音頻電路的外部連接是ESD最常見的來源。簡單地插入耳機(jī)及擴(kuò)音器，這也許意味著手機(jī)將受ESD的影響。如圖1所示，電子部件受ESD影響時，會發(fā)生什么？會產(chǎn)生一個細(xì)微的孔，氧化物將侵?jǐn)_部件。

抑制

與所有的商品相同，手機(jī)必須根據(jù)IEC61000-4-2條例鑒定其ESD。條例規(guī)定：手機(jī)可抵抗15 kV空氣放電（通過330 Ω／150 pF），即大約不小于1毫微秒穿過45 A電流。在這種情況下，手機(jī)應(yīng)能繼續(xù)工作，沒有被破壞。上述是一個高能量脈沖與ESD人體模型實驗的比較情況。為了保護(hù)主芯片，在每一潛在的ESD入口點都必須添加額外的ESD保護(hù)。一般來說，抑制ESD的設(shè)備生成可控輸出，稱作箝位電壓。

圖2所示的是一次ESD事件中，ESD保護(hù)設(shè)備的輸出（箝位電壓）。 
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電磁干擾ＥＭＩ——起因、結(jié)果及濾波器 
 
起因
電流流動，在導(dǎo)體周圍產(chǎn)生磁場。電流變化，磁場會隨之變化。所以，簡單地開關(guān)電流，即會產(chǎn)生磁場的變化。磁場的變化可引發(fā)附近其他導(dǎo)體產(chǎn)生信號。上述是基本的電學(xué)原理。
 
家庭用電和工業(yè)用電均使用50Hz或60Hz交流電。這是聽得見的頻率范圍。電流持續(xù)不斷地變化，附近相同頻率的導(dǎo)體將產(chǎn)生信號。如果你使用過Hi-Fi，使用獨立的播放器和擴(kuò)音器，而同時它們底盤未連接在一起，你將聽到嗡嗡聲。

思考當(dāng)今電子世界，到處信號持續(xù)不斷地變化：
1.音頻的輸入/輸出能產(chǎn)生輻射及傳導(dǎo)EMI，然后發(fā)射更高頻率的射頻線，導(dǎo)致信號失真。
 
2.手機(jī)天線（TDMA脈沖）會發(fā)射射頻信號，此信號可被長線頭戴式耳機(jī)接收，導(dǎo)致音頻信號通路中EMI噪音。
 
GSM（全球通）手機(jī)標(biāo)準(zhǔn)使用頻分多路傳輸和時分多路傳輸，同時傳送大量電話，如圖3所示。
特定的手機(jī)只在屬于它的時間空當(dāng)發(fā)射。包絡(luò)信號的基本頻率是1/4.615 ms = 217Hz。諧波頻率為434Hz、651Hz等。如此頻率是聽得到的。如圖4所示，為手機(jī)的包絡(luò)信號。
 
結(jié)果
當(dāng)手機(jī)與基站通訊，或兩個手機(jī)彼此接近時，發(fā)射脈沖通過擴(kuò)音器，揚(yáng)聲器，或頭戴式耳機(jī)線傳入音頻通路。見圖5，結(jié)果是音頻質(zhì)量大幅降低。

 
濾波器

EMI濾波器盡可能地接近EMI干擾的切入點，這樣盡可能保證音頻質(zhì)量。如圖6。

濾波器的選擇應(yīng)根據(jù)它的帶寬，截止頻率及阻帶抑制特點。另一創(chuàng)建高質(zhì)量聲音的因素是總諧波失真度（THD）。不好的THD可毀壞其它極好的音頻系統(tǒng)的聲音質(zhì)量。比較理想的是：EMI濾波器的THD值好于最弱的信號鏈。

具有代表性的特點：
1.800-2480 MHz頻率帶的阻帶衰減不小于-25 dB
2.10-800 MHz頻率帶的阻帶衰減不小于-20dB
3.MIC線不小于-70 dB (A) THD+N (0.03%)，可提供高質(zhì)量音頻。

考慮電路板空間，手機(jī)集成了越來越多的多媒體功能，例如：GPS，MP3，F(xiàn)M，藍(lán)牙，及DVB-H。這些功能均要求額外的電路板空間。設(shè)計者必須為ESD及EMI解決方案擠出空間。
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三種解決方案的比較
市場中的一些解決方案并沒有提供完善的方法。圖7中有三種可能的解決方案。

離散解決方案

這種解決方案采用24個分立部件，組成ESD抑制器和EMI濾波器。此方案不是最優(yōu)化。它工作的費用和可靠性受24個分立部件制約。
低溫共燒陶瓷（LTCC）和變阻器解決方案
低溫共燒陶瓷（LTCC）EMI濾波器可以很好地完成濾波需求。但是，變阻器具有高的箝位電壓（最大VCL > 100 V），因而沒有提供最優(yōu)化的靈敏亞微型芯片ESD保護(hù)。
集成被動和主動設(shè)備
這一技術(shù)將保護(hù)二極管和被動元件相結(jié)合，如集成電路硅芯片中的電阻和高密度電容。與前兩個解決方案比較，IPAD解決方案的優(yōu)點如下：
1.可完成所有ESD抑制和EMI濾波器需求。
2.可節(jié)省大量的電路板空間（大約78%） 
3. 因使用天然硅設(shè)備，可提供更顯著的可靠性和更低的運作成本。

結(jié)論

這篇文章介紹了手機(jī)音頻界面中ESD和EMI的起因及潛在結(jié)果，并大致講述了ESD抑制及EMI濾波器的需求。比較可用的集成ESD保護(hù)及EMI濾波器的解決方案，可提供最好的ESD保護(hù)（最低的VCL）及最好的阻帶衰減，還可提供其他有利條件，例如：更好的可靠性和更低的運作費用。這些是ESD威脅距離設(shè)備約一米測試的。