解決方案 (A) LVDS

1. 干擾現像及途徑

干擾可能直接由LVDS排線或連接器輻射出來，也可能從下件經由 LVDS排線、HSDPA或WiFi天線同軸電纜耦合雜訊，由於上下件之間連接 器(Hinge)的孔徑很小，因此排線或同軸電纜的地不能太厚，使得地的屏蔽 效果不佳，雜訊容易到處耦合，必須加強地或設法將雜訊導地。

2. 解決方法

■ 展頻

■ 電容濾波

■ 貼銅箔屏蔽

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■ 貼銅箔增加導地

■ 改變各種導線路徑

解決這種問題最有效的方法是採用展頻技術（spread-spectrum-clock generation，SSCG）來控制和降低 EMI 輻射。SSCG技術並不會維持一個 恒定的頻率，而是用一種小得多的頻率（通常是30至90 kHz）對系統時脈 變頻率（modulation frequency，MF）一般是 30 kHz，這個頻率夠大，

可以高於音頻頻段，但也夠小，以避免系統中的時序問題。

電容濾波

設計工程師普遍採用低通濾波器（low pass filter）來降低時脈和 時序信號所產生的 EMI 輻射。他們藉由濾除較高階的諧波，縮短上升和

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模型的準確度，並不是主流解決方案。在此提出實用方法流程及注意事項:

1. 直接於雜訊源外加旁路電容(Bypass Capacitor)接地，旁路電容角色 如同陷波濾波器(Notch Filter)，必須注意各家同值旁路電容 notch 的頻率不同。以 muRata 的串聯共振頻率(SRF)為例，0402 與 0201 尺 寸的衰減值值也不同，不同廠商的共振頻率點也不同。SRF=1485MHz，

245MHz 及 4.33MHz 的模擬等效阻抗圖如圖 2.20(a),(b),(c)

(a)

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(b)

(c)

圖 2.20(a) muRata 22pF SRF(b) muRata 1nF SRF(c) muRata 4.7uF SRF

電容並連電路圖如圖 2.21，其頻率響應如圖 2.22，為常見的偶合電 路設計，可見只要容值適當調整，可同時過濾多個頻段。但必須注意濾波 電容的值及其位置，如圖 2-23。於 LVDS 連接器靠近電源部分並連三電容。

1nF

12 22pF

12

4.7uF

12

V

圖 2.21 並聯 muRata 4.7uF//1nF//22pF 電路圖

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圖 2-22 實測並聯 muRata 4.7uF//1nF//22pF SRF

圖 2-23 利用耦合電容改善電路例子

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貼銅箔屏蔽/貼銅箔增加導地

利用導電材質和印刷電路板的地連結，隔絕雜訊。以觀察到的 wireless sensitivity 當判斷。以下探討展頻或電容濾波以外的以 EMI 去除干擾源方 案:

(1)LVDS Cable 是使用哪種材質也很重要 (a) Wire

(b) Coaxial Cable(材質及特性比較好)

要求條件如圖 2.24，理想的情形，(1)筆記形電腦上下蓋鐵件阻抗 在接觸後小於 1 ohm，(2)ABCD 各點相對阻抗小於 1 ohm，但理想 通常作不到，實際量測時，A<->B 小於 2 ohm，B<->C 小於 5 ohm，

B<->D 小於 5 ohm，綠色部分需注意導電布接觸是否良好。

圖 2.24 LVDS 導線包法

(2)顯示器(panel, camera)LVDS 排線及連接器內含 72MHz 倍頻的數位訊 號，離 WWAN 天線很近，會影響接收，如圖 2.25 銅箔補強上件面板接 地，下件甚致把主機板端的 LVDS 排線包銅箔加強導地，如圖 2.26。此 外機構使用哪一種材料(金屬件,鋁鎂件,濺鍍,水鍍,鋁箔)來做外殼，

各機構件內緣導體的導電性也很重要，任何點阻抗量測最少需要小於 5 ohm，阻抗過大時將會使 EMI 與 ESD 效果不佳,嚴重時將導致 Fail。

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圖2.25 銅箔補強上件面板背面接地

圖 2.26 用銅箔補強下件 LVDS 排線及連接器接地 Memory

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偵測是否有雜訊直接由筆記型電腦下件輻射出來，Keyboard部份用抗 靜電布覆蓋，可有效壓制下件雜訊如圖2.27，此頻帶均相當程度低於原先 準位(粉紅線)。可看出Maker1~4之雜訊從-90降至-100dBm以下，因此下件 本身有相當雜訊需要去除。

圖2.27 抗靜電布覆蓋頻譜 圖2.28表三種LVDS排線不同接地，其中主天線頻譜，

(綠線)如圖2.31，LVDS排線包銅箔 (藍線)同上，LVDS接地線靠近風扇鏍絲 (紅線)同上，LVDS接地線靠近北橋散熱片 可見此處LVDS的地還是影響頻譜最劇

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圖2.28 LVDS不同接地主天線頻譜

圖2.29為參照圖2.26圖銅箔部分，加強LVDS及風扇接地地，前(紅色)後(藍 色)之頻譜差異，此處的加強還是有效的。

圖2.29加強LVDS及風扇地

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利用EMI的隔絕或導電材料和液晶面板的地接觸來除去雜訊來源，如圖 2.30，液晶面板下方貼不規則形狀導電布，其大小形狀並沒有一定準則，

有時貼太多反而偶合雜訊，面板背面貼導電布後，如圖2.31，應力不平均 會導至水波紋。

圖 2.30 液晶面板下方貼不規則形狀導電布

圖 2.31 貼 EMI 導電布到液晶面板驅動 IC 的背面

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(E) 背光 Inverter 的 Switch Power對 Antenna, LNA,TIS 有影響 1. 干擾現像及途徑

由於筆記型電腦內部背光模組所使用的電源為直流電如圖 2.32(a)，

故必須有電源供應器（或整流器）來把交流電轉換成各種不同的直流電壓 使其發揮功能。依其電路結構的不同，電源供應器可分為線性式和切換式 電源供應器兩種。簡單的線性式電源供應是由變壓器、二極體整流器和電 容濾波器所組成，其優點是電路簡單、穩定度高、暫態響應快、可靠度高、

漣波小、電磁干擾小，然而因其使用大電流變壓器，體積大且重量重，大 多無法直接安裝在電路基板上，轉換效率低（約 30~50％）。為克服線性 式電源供應的種種缺點所發展出的切換式電源，其優點是轉換效率高、空 載時耗電小、重量輕⋯。但在電路結構上比線性式電源供應器來得複雜，

漣波比較大、電磁干擾也比較大，但整體而言，切換式或線性電源供應的 選擇必須在效率和 EMI 雜訊之間取得平衡。高的電壓經切換後無論傳導性 或輻射性電磁雜訊都已相當高，使得切換式電源供應器的 EMI 防治方式相 當複雜。在數位與類比混合的環境下，數位電路在運作時會產生大量的切 換雜訊，這些雜訊會干擾到類比的運作。為求最佳的電路運做，必須想辦 法讓此二者能避免彼此干擾。

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(a)

(b)

圖2.32(a)面板背光Inverter的頻譜(b)Inverter加上Gasket sponge後的頻譜

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2. 解決方法

由於面板 Inverter 也是切換式電源，如圖 2.33 於其上方加入導電 Gasket Sponge 有助於抑制 switching power 的雜訊，如圖 2.32(b)。

圖 2.33 面板 LVDS 連接器及 Inverter 位置

(F)各子模組討論(HDD,MIC,DDRII) HDD

1.干擾現像及途徑

干擾可能直接由各子模組排線或連接器輻射出來，也可能經由 LVDS 排線 或 HSDPA/WiFi 天線同軸電纜耦合雜訊，因此排線或同軸電纜的的走線及 其與雜訊源的位置關係，常導致雜訊耦合。圖 2.34 為硬碟等元件防止雜 訊的處理方式，硬碟的螺絲孔貼上導電布，使其地與主板連結，當 Shielding 只有一端接地只能消除電場，無法消除磁場。當 Shielding 兩端接地才能消 除電磁場幅射。絞線是利用兩條線的相位相反，振幅相同的原理將雜訊抵 消。圖 2.35。

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2.解決方法

圖 2.34 硬碟的螺絲孔貼上導電布

圖 2.35 電源線双絞

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DDRII+麥克風音源線 1.干擾現像及途徑:

(1)MIC Cable

由於DDRII隨系統運作會產生高頻雜訊，因此經其音源線附近要特別注 意。圖2.36，黑色的MIC音源線附近有北橋及DDRII的雜訊，其距離遠近影 響耦合程度。

圖2.36 音源線走法 (2)WiFi Antenna Coaxial Cable

(a) (b)

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(c) (d)

圖2.37(a)(c) WiFi Coaxial Cable走線不同(c)(d)各自耦合雜訊頻譜 2.解決辦法

長導線易形成輻射源圖，如圖 2.36，由於每條接至面板的導線若接地 不良，可視為雜訊可利用的天線，因此導線與雜訊源的相對位置從兩圖可 看出有很大關係，如圖 2.37(a)MIC 音源訊號(黑色粗線)經過北橋時易耦 合雜訊，如圖 2.37(b)，WiFi Coaxial Cable 走線不同如圖 2.37(c)，結 果改善如圖 2.37(d)。改變 Coaxial cable 路徑(白藍:WiFi 模組 coaxial cable，黑:音源線)有助於改善 EGSM_900 頻帶雜訊。上件天線至主板印刷 電路板同軸電纜線走線的路徑須避開雜訊發射干擾源，上蓋與下蓋及各小

本實驗參考如表2.4 Vodafdone V2.2之規範，上述各種解決方案EGSM 的TIS結果，如表2.5由黃色結果可知，LVDS 雜訊是否被有效抑制仍決定 最後的結果。

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表2.4 Vodafdone TIS specification

表 2.5 EGSM TIS結果

EGSM_900 CH975 CH37 CH124 Condition

Rx Level(dBm) 47 46 44

original Sensitivity(dBm) -89 -90 -90

Rx Level(dBm) 46 45 43 add gasket at LVDS to contact the case

remove the microphone cable Sensitivity(dBm) -97 -100 -99

Rx Level(dBm) 46 45 43

enhance the antenna contact Sensitivity(dBm) -98 -100 -99

Rx Level(dBm) 46 46 45 Put the microphone cable under RAM

module Sensitivity(dBm) -92 --97 -97

Rx Level(dBm) 46 46 45

use the sponge to separate Sensitivity(dBm) -95 -100 -101

Rx Level(dBm) 46 46 45

copper foil at the bottom of the panel Sensitivity(dBm) -91 -99 -100

Rx Level(dBm) 45 45 44

add conductive fabric to the LVDS Sensitivity(dBm) -91 -101 -100

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Rx Level(dBm) 46 46 44 remove the conductive fabric on LVDS

add a rectangular copper foil below the

antenna Sensitivity(dBm) -92 -99 -99

Rx Level(dBm) 47 46 45

change the LVDS SSCG from 1.5% to 0.5%, Sensitivity(dBm) -101 -101 -100

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