GSM手机电磁兼容设计.doc

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1、GSM手机电磁兼容设计　　　　1电磁兼容　　（EMC）的定义EMC性能表示为在一定的时间、频率、电磁空间的范围内，某设备或单元与其它设备或单元，在所述范围内“和平共处”能力的大小，换句话说：该设备或单元对其它设备或单元产生的不良影响，干扰要小，而且在这种电磁环境下，该设备或单元能够稳定、可靠地工作，具备一定的抗干扰能力。　　　　2电磁干扰方式　　频域内的干扰有四种类型：同频干扰、邻道干扰、互调干扰和杂散。邻道干扰和杂散可通过滤波技术来解决，同频干扰可通过合理的频率管理和分配来解决，互调干扰可通过提高线性动态范围

2、和合理地选择器件和工作点来解决。·大小不同电平之间的干扰有强信号阻塞和远近效应两种类型。这两种干扰可通过合理的选择功率等级和自动功率控制（APC）来解决。·传导型干扰：它通过传输线作为媒介产生的干扰，例如，通过电源线和地线产生的干扰，这种干扰可通过滤波和合理地进行PCB设计来解决。·高频辐射干扰：这种干扰可通过屏蔽来解决，以减小干扰电场、磁场在“敏感”空间内传播的能量。　　　　3GSM手机电磁兼容设计　　在改善和提高EMC性能方面，有三项技术可采用：接地、屏蔽、滤波。对于每一项技术针对不同类别的具体产品，又有比

3、较丰富的内容，这使得EMC设计具有一定的难度而且需要经验。　　　　3.1GSM手机EMC设计要求　　接收灵敏度：优于-102dBm／RBER（residualBER）＜20％（条件：classⅡ、静态、900MHz频段）；·发射频率误差：＜1&TImes;10－7，相位误差有效值：≤5°、峰值≤20°；·射频输出功率（四类手机）：5dBm（3.22mW）-33dBm（2W）。接收机同道、邻道、阻塞、互调指标，发射机调制频谱、开关频谱、杂散辐射等指标均需满足ETSGSM11.10和05.05（欧洲电信标准）技术规

4、范中的各项要求。　　　　3.2手机EMC设计的特点　　EMC设计这项工作在通信系统、通信设备、家用电器等设备中扮演着十分重要的角色。对于GSM手机这种家用通信电子类产品来讲，手机EMC性能的好坏对GSM网络系统可靠、稳定地工作、手机RF指标、人体感应程度、手机软硬件的可靠性和稳定性都有着直接的影响。GSM手机EMC设计有下列特点：①整机外形尺寸小，单位体积的功率密度大。现在GSM手机的外形尺寸一般为：长100mm、宽40mm、厚25mm左右，对于四类机来讲，其最大输出射频功率为2W（33dBm）和其它的通信设备

5、相比较（例：100W寻呼发射机，25W调频车载台，20mW无绳电话），手机的单位体积功率密度是最大的，这对EMC设计提出了较高的要求。②重量轻、对屏蔽材料的选择要求高。因为GSM手机有重量要求（一般小于100克），放在手机中采用过多的、过厚的屏蔽材料是不切合实际的，这又增加了EMC设计难度。③TDMA脉冲突发（burst）工作方式。GSM手机采用TDMA通信工作方式（每帧8个时隙，每帧长4.615ms，每时隙长577μs），这对输出开关频谱和电源滤波提出了较高的要求。④人体感应问题突出。手持式通信终端都存在着人

6、体感应问题，由于GSM手机工作在900MHz和1800MHz频段，工作频率比一般的手持式通信终端都要高（例：150MHz、450MHz调频对讲机，48～74MHz家用无绳电话），因此该问题更加突出。rWh安规与电磁兼容网　　　　4GSM手机EMC设计技术　　在GSM手机EMC设计工作中，与其它的通信设备一样，采用了接地、屏蔽、滤波这三项技术。对于手机来讲，这些技术有它的特点。网　　　　4.1接地　　从电路分析的角度来看，接地就是一种能对电源或信号源提供一条在工作频率范围内的低阻抗通路的技术。从这一点来看，采用大

7、面积接地、短而粗的导线就近接地是一项基本原则，接地与屏蔽和滤波密切相关，良好、可靠的接地是高质量屏蔽和滤波的前提条件。接地方式有一点接地、多点接地、大面积接地、汇流条接地等，在手机中大多数采用PCB大面积地线层接地和PCB周边汇流条按地。　　　　4.2屏蔽　　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理。在手机中，可选择的材料和特点如下所述：·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

8、，容易与外壳在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