手机屏蔽

屏蔽 qw!_/Z3[  
    因为手机是属于高性能价格比的通信类家用电器，而且有体积和重量的限制，故在进 `[.':"~2N  
行手机EMC屏蔽技术设计时，必须仔细考虑屏蔽方式和材料的选择以及加工工艺和表面处 w2!5Cb2  
理。在手机中，可选择的材料和特点如下所述： gCMwmanX  
    ·有金属涂层或镀层的工程塑料：其特点是可以降低手机的生产成本，容易与外壳在
?0Qm  
结构和形位公差方面进行匹配，减轻手机重量，但由于镀层厚度和密度的限制，其屏蔽效 M-Az2x;6  
果一般来讲不如全金属的屏蔽结构件。由于国内塑胶模具的设计加工和金属层的镀涂一般 6NO_S  
是由不同的厂家来完成的，EMC的设计者难以对其提出具体的电磁屏蔽效果要求，产品的 | 'SqG}h  
质量和稳定性难以保证，易出现镀涂层脱落、机械变形和表面氧化等问题，从而严重影响 S}=euY'i  
屏蔽效果。笔者认为，除非采用这种方法的塑料件在物理、化学、电气特性指标方面有稳 
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定的工艺保证，一般国内自主开发的手机不宜采用这种方法。 L y!!+UM\  
    ·导电橡胶：这种材料是在硅橡胶中加入高电导率的金属粉末（如银、镍、 8h&Ed=gi  
Ballotini），其形状和断面可根据需要有多种选择（例：O、U形状）。选择的基本依据 *EZ'S+wR  
是电导率指标要高，有足够的机械强度、弹性和稳定性，这种材料的特点是：①弹性和电 (Ut)APM  
导率会随着时间而变差（老化）；②抗震性能差，受到震动后，其电导率指标会变差； $6ZO V/0  
③可维性差、易变形脱落。要形成高质量低阻抗的接地面，在工艺上有困难。 ;+dB-g[
 
    由于上述原因，这种材料在新型手机中较少采用。 l%aiG+z%6}  
    ·金属冲压拉伸屏蔽结构件：从理论上来讲，采用这种方法可得到最好的屏蔽效果， D3^Yc:[_@  
在进行设计时需要考虑到下列因素： xp395ub6  
    （a）选择具有高电导率和导磁率的材料。 .,C8ASfh  
    金属导体对电磁波存在着两种损耗，吸收损耗和反射损耗，在工作频率大于100MHz时， RtrESwtR  
损耗以吸收损耗为主。 y] Io`w(>  
    （b）屏蔽材料在经过冲压拉伸成型和表面处理之后，要求尺寸精度要高，表面不易 7PDz ]i  
氧化，有一定的机械强度，以满足生产和维修的要求。 wX3x.@!:  
    （c）工制造成本低。 m17H#!`  
    （d）由伽尔伐尼电池效应造成的电化腐蚀要小。 ![wV}.}  
    （e）对于需要焊接的封闭式金属屏蔽金上孔的加工和处理：从EMC的角度来考虑，希 ; 7`y
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望孔的数量和孔径要越少越小为好，从红外再流焊的焊接工艺质量来考虑，又希望孔的数 H+]>*^'8  
量和孔径要多和大为好，这就需要EMC设计者在这两者之间作出折衷考虑。 X]?qns7  
    （f）在手机天线附近的屏蔽件的尺寸、形状、形位公差、光洁度、材料，将对天线 g,5r)FU`  
的分布参数产生很大的影响，从而进一步影响到PA（power amplifier）的输出功率、功 ?#8s=t  
耗、相位误差、接收灵敏度等RF指标，这需要设计者给予足够的重视。 'g8~uP  
    针对国内的具体情况和工艺水平，笔者认为，屏蔽材料可选厚约0.2mm的铁皮镀镍或 Ie#LZti  
铍青铜镀镍或选镍基不锈钢（需充分注意到脱模后材料的回弹形变），若屏蔽件需要焊 DQ{Yr>
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接，则表面处理改为镀锡。 [jD.l;jF  
4.3滤波 tFvc~zz9  
    滤波就是对某些频率点范围内的信号提供传输极点，而对另一些频率点范围内的信号 ddDl~&}o  
提供传输零点的技术。在GSM手机中采用了各种不同的滤波技术：①从滤波器的截止频率 AeqxH1%  
来看，有低通（LPF）、高通（HPF）、带通（BPF）滤波器；②从作用的工作频率来看， ,qj  
有低、中、高频滤波器；③从信号传输的方式来看，有传输型和旁路型滤波器；④从使用 !H`! KBW  
的材料来看，有SAW（surface acoustic wave）、传输线、腔体、铁氧体、陶瓷滤波器； 8+Y+\XZG  
⑤从使用的器件来看，有无源和有源滤波器。 7/"g} F}Q  
    下面介绍在GSM手机中采用的一些特殊的滤波技术。 ,&II4;F  
    （1）一路电源（电池）输入，多路电源输出的线性有源滤波技术 AXV+8$ :R  
    由于GSM手机采用TDMA的方式工作，在一帧期间内，只在某些时隙内工作，故在整个 A6APU><dm^  
电源回路中，均存在着TDMA脉冲，特别是在发射时隙内。对于采用3.6V供电的手机，在 H!y%FaTi  
发射时隙内，其峰值电流在高功率档时可达2.5A左右。考虑到这一点，在GSM手机中广泛 V@0Z\&  
采用这种技术，即对接收机、发射机驱动、PA、颇丰合成器、 CPU、基诺处理、SIM卡、 Rw$>()}H8  
音频处理，LCD单元分别采用有源滤波输出供电。这种滤波技术可保证各路输出电源之间 ~aK@M4  
的干扰很小，从而保证了EMC性能。若采用无源滤波技术，不但需要体积很大的滤波电容， cO,ELu  
而且也是难以达到技术要求的。另外，GSM手机非常讲究功耗指标（待机连续通话时间的 j5*W[M9W
 
长短），从这一点考虑，采用电源滤波管理技术，有利于对各个单元电路分别进行控制 &ACM:&Ob  
和管理，让相关的单元电路只在相应的时隙内启动工作，在其余的时隙内均处于等待休 t7rz]EN  
眠状态，从而可以达到进一步降低功耗、省电的目的。 ,[To)x5o  
    （2）铁氧体滤波器
`TM[7'  
    这种器件根据使用情况可分为几类：标准信号、高速信号、超高速信号、电源。利 SBBDlr^P  
用铁氧体的阻抗一频率特性（由材料配方和工艺决定），在低频段时呈感性，在高频段 PYldqY   
时呈容性，在中间某一缺点处有一并联谐振点。把铁氧体滤波器串接在回路中，可构成 -q9`Btz  
一个低通滤波器，它具有体积小、成本低、工作电流大的特点（和LC滤波器相比较）， hw?'aXK{  
特别适用于PA供电部分的大电流脉冲滤波，具有较高的性能价格比。 niZ/yW{w  
    （3）PCB上的传输线波波器 zV(F9}^  
    在接收机输入端、PA的输出端 .. \($EYhx  
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