如何通过在工业自动化和计算机应用中集成共模滤波器,避免出现天线灵敏度下降的问题

人和平板电脑

在工业计算机和工业应用中,由于存在高速连接器和显示器这样的高速数据链路,可产生大量噪声辐射。对于工业应用,必须限制电磁干扰。

探索意法半导体的ECMFTM技术如何能将高速数据链路产生的共模噪声所导致的噪声干扰滤除,以及,嵌入式共模滤波器和ESD保护如何帮助达到EMC标准并防止出现ESD问题。

天线灵敏度降低:全球都面临且始终存在的问题

附近噪声的频率干扰到无线电操作时,就会发生天线灵敏度降低衰减现象。接收器如丧失灵敏度,一些本应收到的信号就会丢失。

来自USB 4.0、USB 3.2、HDMI 2.1以及显示器的MIPI等高速数据链路的噪声,会对Wi-Fi或蓝牙模块造成影响。工业和消费类应用的各种产品都面临天线灵敏度降低和干扰问题,严重影响用户体验和品牌声誉。工程师们虽然知道这一问题,但却难以解决

如何通过ECMF技术保护工业应用中WiFi和蓝牙接收的安全

ECMFTM技术是一种将共模滤波和ESD保护相结合的集成解决方案。意法半导体采用硅集成技术,与被动式技术相比,可打造出非常小的产品,实现高度和深度并存的噪声抑制。集成式ESD保护通过低钳位电压进行优化

此外,为满足工业应用的生产需求,意法半导体最新推出10.7GHz带宽ECMF4-40A100N10(QFN-10L封装)和ECMF2-40A100N6(QFN-6L封装)共模滤波器。

工作原理

前文所述的高速数据链路由差分对构成(两个反相信号data +和data -)。对于反相差分信号,需考虑两种模式:差模 (D+ - D-)共模 (D+ + D-)

电子系统在理想工作条件下传输的数据以差模信号显示,共模信号为零。遗憾的是,系统中会出现一些以共模信号形式出现的无用噪声。这些噪声干扰会在高速数据链路的D+和D-附近以及通过电缆或电线产生高频辐射

为解决这一天线问题,提高工业应用中系统的稳定性,需要共模滤波器和ESD保护,帮助系统通过ESD和EMC测试。

选择正确的ECMF的难点在于,需要在清除噪声辐射的高效共模滤波器与避免滤除有用数据链路信号的差分滤波器之间找到合适的平衡点。

ECMF滤波性能

ECMF如何为工业计算机和测量设备提供增值?

在工业领域,随着显示器尺寸和分辨率的不断提高,在系统间传送海量数据成为趋势。这就需要使用更高的数据传输标准以及相关连接器,例如USB Type-C®Type-C™和USB4以及HDMI和HDMI 2.1。

此外,为了符合工业4.0,还必须降低系统的尺寸和功耗。而尺寸减小会增加工业系统内部辐射的风险。

意法半导体的ECMF可帮助遏制天线灵敏度降低问题限制电磁能量干扰

最新款ECMF2-40A100N6(µQFN-6L封装)和ECMF4-40A100N10(µQFN-10L封装)专为工业应用制造问题优化,完全符合ESD IEC 61000-4-2标准和EMC IEC 61000-4-3标准:

ECMF2-40A100N6 ECMF4-40A100N10