यह आलेख संक्षेप में इसके कारणों और परिणामों की पड़ताल करता है ESD और ईएमआई मोबाइल ऑडियो सिस्टम में. इसके बाद इसके उपयोग पर चर्चा होती है ESD दबाने वाले और ईएमआई इन खतरों को कम करने के लिए फ़िल्टर। अंत में, यह तीन मौजूदा समाधानों की तुलना करता है। आधुनिक सामग्रियों और प्रौद्योगिकियों के कारण इसकी लगातार घटना हो रही है इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ईएसडी) और विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप (ईएमआई), जो महत्वपूर्ण जोखिम पैदा करते हैं। हमारे कपड़े और जिन वस्तुओं के हम संपर्क में आते हैं वे स्थैतिक बिजली उत्पन्न कर सकते हैं। डिजिटल तकनीक भी पैदा करती है विद्युतचुंबकीय व्यवधान. ईएसडी मोबाइल फोन में इलेक्ट्रॉनिक घटकों को नुकसान पहुंचा सकता है। हालाँकि फ़ोन आसानी से बदले जा सकते हैं, फिर भी वे उपयोगकर्ताओं को महत्वपूर्ण नुकसान पहुँचा सकते हैं। फोन सर्किट डिजाइनरों को यह सुनिश्चित करना चाहिए कि इसे खत्म करने के लिए आवश्यक उपाय किए जाएं ईएसडी क्षति.
ESD61000-2_इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज सिम्युलेटर
ऑडियो सर्किट में ईएमआई के परिणामस्वरूप ध्वनि की गुणवत्ता खराब हो सकती है, जिसमें हिस्स, पॉप और हम्स जैसी श्रव्य समस्याएं हो सकती हैं। मोबाइल फोन उपयोगकर्ता इस तरह के हस्तक्षेप को बर्दाश्त नहीं कर सकते। इसलिए, ऑडियो सर्किट में ईएमआई को फ़िल्टर करने का प्रयास किया जाना चाहिए।
हम सभी ने स्थैतिक बिजली के प्रभावों का अनुभव किया है। हमने गुफाओं में रहने वाले अपने प्रागैतिहासिक काल से ही बिजली चमकते हुए इसे देखा है। यह आज भी एक बड़ा ख़तरा बना हुआ है और सर्वव्यापी है। प्लास्टिक की कंघी से अपने बालों को कंघी करते समय, हम स्थैतिक आवेशों की उत्पत्ति का निरीक्षण कर सकते हैं। यदि आप अपनी बांह को टेलीविजन स्क्रीन के करीब लाते हैं, तो आप अपनी बांह पर बाल खड़े हुए देख सकते हैं। यह भी स्थैतिक विद्युत प्रभाव का एक उदाहरण है।
जब आप कार का दरवाज़ा खोलते हैं और बाहर निकलते हैं, तो आपको झटका महसूस हो सकता है, जो स्थैतिक निर्वहन से आता है। जैसे-जैसे घर और कार्यस्थल बिजली के उपकरणों से भरते जा रहे हैं, स्थैतिक बिजली एक निरंतर खतरा बन जाती है। बिजली के उपकरणों के निर्माण या मरम्मत में शामिल लोग बिजली के उपकरणों से स्थैतिक निर्वहन के कारण होने वाली चोटों को रोकते हुए, खुद को और अपने काम के उपकरणों को ग्राउंडिंग से बचाते हैं।
हम बिजली को इमारतों और पेड़ों पर गिरते हुए, उसकी विनाशकारी शक्ति का प्रदर्शन करते हुए देख सकते हैं। यदि ईएसडी सुरक्षा इष्टतम नहीं है तो छोटे डिस्चार्ज भी संवेदनशील इलेक्ट्रॉनिक सर्किट को नुकसान पहुंचा सकते हैं। मोबाइल फोन में एक निश्चित स्तर की ईएसडी सुरक्षा होती है। ऑडियो सर्किट के बाहरी कनेक्शन ईएसडी का सबसे आम स्रोत हैं। बस हेडफ़ोन या स्पीकर प्लग इन करने से संभावित रूप से फ़ोन ESD के संपर्क में आ सकता है।
सभी उत्पादों की तरह, मोबाइल फोन का भी परीक्षण किया जाना चाहिए ESD के अनुसार IEC 61000-4-2 विनियम. विनियमन निर्दिष्ट करता है कि एक फोन को 15 केवी एयर डिस्चार्ज (330Ω/150 पीएफ नेटवर्क के माध्यम से) का सामना करना चाहिए, जो कम से कम 45 नैनोसेकंड तक चलने वाले 1 ए के वर्तमान के बराबर है। इस परिदृश्य में, फ़ोन को बिना क्षतिग्रस्त हुए काम करना जारी रखना चाहिए। यह तुलना एक उच्च-ऊर्जा पल्स और को संदर्भित करती है ESD मानव-शरीर मॉडल प्रयोग। मुख्य चिप की सुरक्षा के लिए प्रत्येक संभावित ईएसडी प्रवेश बिंदु पर अतिरिक्त ईएसडी सुरक्षा जोड़ी जानी चाहिए। सामान्य तौर पर, ईएसडी दमन के लिए उपकरण नियंत्रणीय आउटपुट उत्पन्न करते हैं जिन्हें क्लैंपिंग वोल्टेज के रूप में जाना जाता है।
नीचे दिया गया चित्र ESD इवेंट में ESD सुरक्षा उपकरण का आउटपुट (क्लैंप वोल्टेज) दिखाता है।
ईएसडी सुरक्षात्मक उपकरण का आउटपुट
जब धारा प्रवाहित होती है, तो किसी चालक के चारों ओर एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न होता है। जब धारा बदलती है तो चुंबकीय क्षेत्र भी बदल जाता है। इसलिए, केवल करंट को चालू/बंद करने से चुंबकीय क्षेत्र में परिवर्तन हो सकता है। चुंबकीय क्षेत्र में ये परिवर्तन आस-पास के कंडक्टरों में सिग्नल उत्पन्न कर सकते हैं। ये बिजली के मूल सिद्धांत हैं।
घरेलू और औद्योगिक बिजली दोनों 50 हर्ट्ज या 60 हर्ट्ज की आवृत्ति के साथ एसी करंट का उपयोग करते हैं। ये आवृत्तियाँ श्रव्य सीमा के अंतर्गत आती हैं। चूँकि धारा लगातार बदलती रहती है, समान आवृत्ति वाले निकटवर्ती कंडक्टर सिग्नल उत्पन्न कर सकते हैं। यदि आपने कभी अलग-अलग खिलाड़ियों और एम्पलीफायरों के साथ हाई-फाई सिस्टम का उपयोग किया है, और यदि उनके चेसिस एक साथ जुड़े नहीं हैं, तो आपको गुनगुनाहट की ध्वनि सुनाई दे सकती है।
अब आइए आज की इलेक्ट्रॉनिक दुनिया में लगातार बदलते संकेतों पर विचार करें:
- ऑडियो उपकरणों का इनपुट/आउटपुट विकिरण और चालन के माध्यम से ईएमआई उत्पन्न कर सकता है, जो तब उच्च आवृत्ति रेडियो आवृत्ति सिग्नल उत्सर्जित करता है, जिससे सिग्नल विरूपण होता है।
- मोबाइल फोन एंटेना (टीडीएमए पल्स) रेडियो फ्रीक्वेंसी सिग्नल उत्सर्जित करते हैं, जिन्हें लंबे तार वाले हेडफ़ोन द्वारा प्राप्त किया जा सकता है, जिससे ऑडियो सिग्नल पथ में ईएमआई शोर पैदा होता है।
जीएसएम (ग्लोबल सिस्टम फॉर मोबाइल कम्युनिकेशंस) एक साथ कई फोन कॉल प्रसारित करने के लिए फ्रीक्वेंसी डिवीजन मल्टीपल एक्सेस और टाइम डिवीजन मल्टीपल एक्सेस का उपयोग करता है, जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है।
जीएसएम मोबाइल फोन एफडी-टीडीएमए रेडियो संचार उपकरण
विशिष्ट मोबाइल फ़ोन केवल उसी समय लॉन्च होते हैं जो उससे संबंधित होता है। पैकेज सिग्नल की मूल आवृत्ति 1 / 4.615 एमएस = 217 हर्ट्ज है। हार्मनी आवृत्ति 434Hz, 651Hz आदि है। इस आवृत्ति को सुना जा सकता है। जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है, मोबाइल फोन का पैकेज सिग्नल।
लिफाफा सिग्नल और जीएसएम पल्स
जब मोबाइल फोन बेस स्टेशन के साथ संचार करता है, या दो मोबाइल फोन एक-दूसरे के करीब होते हैं, तो ट्रांसमिटिंग पल्स एम्पलीफायर, स्पीकर या हेडसेट हेडसेट तार के माध्यम से ऑडियो चैनल से गुजरता है। परिणामस्वरूप, ऑडियो गुणवत्ता में काफी कमी आई।
अधिकतम सीमा तक ऑडियो गुणवत्ता सुनिश्चित करने के लिए ईएमआई फ़िल्टर उस बिंदु के जितना संभव हो उतना करीब होना चाहिए जहां ईएमआई हस्तक्षेप प्रवेश करता है।
फिल्टर का चुनाव उनकी बैंडविड्थ, कटऑफ आवृत्ति और स्टॉपबैंड क्षीणन विशेषताओं पर आधारित होना चाहिए। उच्च-गुणवत्ता वाली ध्वनि बनाने में एक अन्य कारक कुल हार्मोनिक विरूपण (टीएचडी) है। ख़राब THD किसी उत्कृष्ट ऑडियो सिस्टम की ध्वनि गुणवत्ता को नष्ट कर सकता है। आदर्श रूप से, ईएमआई फिल्टर का टीएचडी मान सबसे कमजोर सिग्नल श्रृंखला से बेहतर होना चाहिए।
प्रतिनिधि विशेषताओं में शामिल हैं:
• 25-800 मेगाहर्ट्ज की आवृत्ति बैंड के लिए कम से कम -2480 डीबी का स्टॉपबैंड क्षीणन
• 20-10 मेगाहर्ट्ज की आवृत्ति बैंड के लिए कम से कम -800 डीबी का स्टॉपबैंड क्षीणन
• टीएचडी+एन (0.03%) के साथ एमआईसी लाइन -70 डीबी(ए) से कम नहीं, उच्च गुणवत्ता वाला ऑडियो प्रदान करती है।
सर्किट बोर्ड स्थान पर विचार करें
मोबाइल फोन में जीपीएस, एमपी3, एफएम, ब्लूटूथ और डीवीबी-एच जैसे अधिक से अधिक मल्टीमीडिया फ़ंक्शन शामिल हो रहे हैं। इन कार्यों के लिए अतिरिक्त सर्किट बोर्ड स्थान की आवश्यकता होती है। डिजाइनरों को ईएसडी और ईएमआई समाधानों के लिए जगह बनानी चाहिए।
यह समाधान ईएसडी सप्रेसर और ईएमआई फिल्टर बनाने के लिए 24 अलग-अलग घटकों का उपयोग करता है। हालाँकि, यह समाधान अनुकूलित नहीं है क्योंकि लागत और विश्वसनीयता 24 अलग-अलग घटकों द्वारा सीमित हैं।
एलटीसीसी ईएमआई फ़िल्टर फ़िल्टरिंग आवश्यकताओं को प्रभावी ढंग से पूरा कर सकता है। हालाँकि, वैरिस्टर में उच्च क्लैंपिंग वोल्टेज (अधिकतम वीसीएल> 100V) है, जो संवेदनशील उप-माइक्रोन चिप ईएसडी के लिए अनुकूलित सुरक्षा प्रदान नहीं करता है।
यह तकनीक सिलिकॉन चिप्स जैसे एकीकृत सर्किट में सुरक्षा डायोड और निष्क्रिय घटकों, जैसे प्रतिरोधक और उच्च-घनत्व कैपेसिटर को जोड़ती है। पिछले दो समाधानों की तुलना में, IPAD समाधान के लाभ इस प्रकार हैं:
• यह सभी ईएसडी दमन और ईएमआई फ़िल्टरिंग आवश्यकताओं को पूरा कर सकता है।
• यह सर्किट बोर्ड स्थान की एक महत्वपूर्ण मात्रा (लगभग 78%) बचा सकता है।
• प्राकृतिक सिलिकॉन उपकरणों का उपयोग करके, यह अधिक महत्वपूर्ण विश्वसनीयता और कम परिचालन लागत प्रदान करता है।
यह आलेख मोबाइल ऑडियो इंटरफेस में ईएसडी और ईएमआई के कारणों और संभावित परिणामों का परिचय देता है, और ईएसडी दमन और ईएमआई फ़िल्टरिंग की आवश्यकताओं पर संक्षेप में चर्चा करता है।
उपलब्ध एकीकृत ईएसडी सुरक्षा और ईएमआई फ़िल्टरिंग समाधानों की तुलना करने पर, यह सर्वोत्तम ईएसडी सुरक्षा (न्यूनतम वीसीएल) और सर्वोत्तम स्टॉपबैंड क्षीणन, साथ ही बेहतर विश्वसनीयता और कम परिचालन लागत जैसी अन्य अनुकूल स्थितियां प्रदान कर सकता है।
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