下面为大学时一篇打酱油的论文，当时为了交这个作业，把几部手机都给拆了！还好没有把手机弄坏！呵呵！
O(∩_∩)O~
浅析手机EMC
时间： 2010年7月
目录
一、前言.... - 2 -二、手机结构分析.... - 2 -1.外观分析... - 2 -2.功能模块分析... - 2 -（2）GSM模块... - 2 -（3）液晶显示器和键盘... - 3 -（4）其他模块... - 3 -三、手机中传感器的应用.... - 3 -1.CMOS传感器... - 3 -2.光敏传感器... - 3 -3.重力传感器... - 3 -4.其他传感器... - 4 -四、手机EMC综合分析.... - 4 -1.电磁兼容（EMC）的定义... - 4 -2.电磁干扰方式... - 4 -3.手机电磁兼容设计... - 4 -（1）GSM手机EMC设计要求... - 4 -（2）手机EMC设计的特点... - 4 -4.手机EMC的保证措施... - 5 -（1）接地... - 5 -（2）屏蔽... - 5 -（3）滤波... - 6 -五、拆机实例分析.... - 7 -1.索爱P910C.. - 7 -2.索爱J210C.. - 8 -3.摩托罗拉V361. - 8 -六、总结.... - 9 -参考文献：.... - 9 -一、前言 近年来不少新闻报道说有人因为手机放在旁边充电的时候爆炸而至人身伤亡，也有用冲着电的手机而至伤亡的事故，累出不鲜。关于手机辐射对人体身心健康的影响更是前有不少专家学者研究，后继也还会有不断的人去研究。
这样的大环境下，手机EMC设计设计显得尤为重要！不仅关系到手机质量以及通话质量，更是关系使用者的人身安全。
本文就将针对于手机目前的EMC状况经行浅略分析。
二、手机结构分析1.外观分析从外观上来看，现在流行的手机无论怎么花俏，无非就三种：平板型、翻盖型和滑盖型。
2.功能模块分析从内部来看，现在流行手机一般都包括：
（1）CPU模块
就是由嵌入式处理器、RAM、FlashROM等组成的基本嵌入式系统基本硬件。每一部手机都是一个嵌入式系统设备，所以这些硬件设备最基本的。有的手机为了最求小巧，可能把CPU、RAM、ROM都集成在了一个芯片上，这样不仅能减小面积减低成本，更能提高电磁兼容性能。
----下图为基于ARM处理器的嵌入式系统基本硬件（取自索爱P910手机）：
（2）GSM模块手机是通过GSM网络进行通信的，当然需要GSM模块。一般手机里面有一块专用的GSM芯片和CPU相连，并外围接有天线等设备。这也是手机所必须的。当然啦，现在3G手机就是用3G模块了，功能和任务都是一样的。
该模块中还有一个重要的部件就是天线。如今手机为了美观，天线都隐藏在了手机壳内部了。
----下图为基于SKYWORKS公司GSM芯片的ＧＳＭ模块（取自索爱P910手机）
（3）液晶显示器和键盘作为一个人性化的嵌入式系统不可能没有显示设备和输入设备，所以LCD和键盘也是必须的。在近年来的发展来看，手机屏幕变得越来越大，分辨率越来越高。键盘却变得越来越小，甚至是没有键盘，只用触摸屏作为虚拟键盘来输入。
（4）其他模块现在的手机功能越来越丰富。学生人群中的手机几乎都有摄像头模块了，中高端手机还有GPS模块，WiFi模块等等。
另外，对于这么精密内部电路的手机来说，电源管理模块也是很重要的，只有在较好的电源供电下，才能保证芯片稳定地工作。
三、手机中传感器的应用 现在的手机越来越先进，所以也带动了传感器的使用。下面列举一些手机中常用的传感器。
1.CMOS传感器现在学生人群中的手机，几乎都是有拍照功能的，像素从30万到500万甚至是1200万不等。这些摄像头中，无论是高像素还是低像素，无论是施奈德认证过的还是卡尔蔡司认证过的，几乎全是采用CMOS传感器作为感光元件的，所以说COMS传感器在手机的应用的广泛程度真是不言而喻。
2.光敏传感器光敏电阻。一个比较人性化的应用是检测光亮度进而调节键盘背景灯的亮灭。为了避免手机在黑暗中看不到键盘符号，手机键盘常常有背景LED，但是在太白天下点亮又太浪费电了，故多数手机会用一个光敏电阻来检测当前的亮度，在比较暗的环境下才点亮键盘LED。
红外光电二极管。在早期蓝牙还不是应用很广的时候，索尼爱立信的手机常常配有红外传输的功能，用的就是红外光电二极管对。
3.重力传感器这是NOKIA手机一个新的卖点，在一些中高端手机中都会配备。有了重力传感器，当你在旋转屏幕时候屏幕也会跟着旋转。基于这个重力传感器，也出现了不少有趣的游戏吸引用户。
4.其他传感器在触摸屏手机中，无非是采用了电阻式或电容式传感器来检测用户按点。鉴于手机的不同也还会有其他比较少用到的传感器。
四、手机EMC综合分析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。
3.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。
（1）GSM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：＜1×10－7，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）技术规范中的各项要求。
（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，48～74 MHz家用无绳电话），因此该问题更加突出。
4.手机EMC的保证措施在GSM手机EMC设计工作中，与其它的通信设备一样，主要采用了接地、屏蔽、滤波这三项技术。对于手机来讲，这些技术有它的特点。
（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。
（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，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、电气特性指标方面有稳定的工艺保证，一般国内自主开发的手机不宜采用这种方法。
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、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；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。由于上述原因，这种材料在新型手机中较少采用。
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，在进行设计时需要考虑到下列因素：（a）选择具有高电导率和导磁率的材料。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，损耗以吸收损耗为主。（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，表面不易氧化，有一定的机械强度，以满足生产和维修的要求。（c）工制造成本低。（d）由伽尔伐尼电池效应造成的电化腐蚀要小。（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。（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
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。
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），若屏蔽件需要焊接，则表面处理改为镀锡。
（3）滤波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，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从使用的材料来看，有SAW（surface acoustic wave）、传输线、腔体、铁氧体、陶瓷滤波器；⑤从使用的器件来看，有无源和有源滤波器。
下面列举在手机中采用的一些特殊的滤波技术：
（a）一路电源（电池）输入，多路电源输出的线性有源滤波技术由于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、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，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眠状态，从而可以达到进一步降低功耗、省电的目的。
（b）铁氧体滤波器。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），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。
（c）PCB上的传输线波波器在接收机输入端、PA的输出端回路中采用传输线。型滤波器比采用传统的集中参数LC滤波器能获得更高的性价比。由于传输线的等效电感参数在设计中难以精确计算，又由于PCB材料的介电常数可能会随生产批次而变化，放在GSM手机车。这种滤波器的并臂下地电容要求能在传输线上“滑动”接地，以获得较精确的功率匹配和阻抗匹配，这对提高接收灵敏度、减小发射相位误差、提高射频输出功率和降低电源功耗是有利的。
五、拆机实例分析 为了深入了解手机是如何保证EMC的，本人亲自将自己用过的手机进行了拆解分析。
1.索爱P910C 同样从接地，屏蔽，滤波来分析。
接地：认真仔细看了手机主板的PCB设计，紧凑而有规律。除了必要的走线之外，其他都是太范围覆铜的电源层或是接地层，已达到电磁兼容的效果。
屏蔽：最显而易见的就是手机屏蔽的设计。在该手机的一面中一片大的薄金属片罩住了手机主板中的主要芯片（如图所示），该屏蔽金属片实现了对电场和磁场的对外干扰，也是实现了外电磁场的抗干扰。并且，该金属片还经行了分隔处理，隔开CPU模块、GSM模块等模块，提高了板内的相互的抗干扰性能。
滤波：手机中的电路精密，难以看出滤波电路的详细，但是看以看到手机中有一片专用的电源管理芯片，滤波技术当然也是集成在了芯片内部。
2.索爱J210C
和分析索爱P910类似，该手机是应用了类似的技术实现电磁兼容，毕竟一个品牌的手机，PCB板设计风格类似。除了必要的走线之外，也是采用大面积覆铜层用来接地。
该手机在屏蔽方面，为了使手机更加轻便，采用了更加薄的屏蔽金属片，在又主要芯片组成的各个模块中，也是用金属隔开，实现更好的抗干扰性能。
该手机同样有一片电源管理的小芯片，集成的芯片可实现更好的滤波效果。
真是麻雀虽小，五章俱全啊！
3.摩托罗拉V361 由V361的拆机图片看以看出，虽然手机生产厂商不同，但是采用的电磁兼容技术都是类似的，这里不再赘述。
六、总结 EMC这门课真的很重要！特别是我来说！因为我将来想从事的工作就是开发产品，开发产品的话，EMC的性能是必须考虑的问题。所以对于这么课的学习我不敢怠慢。所以在该门课上还是学到了不少东西！
为了写这篇论文，冒着损坏手机的危险把三部手机都给一一拆解了。一方面是好奇和兴趣，呵呵！
拆解后一分析，果然如书中理论将得那样，大都采用接地、滤波、屏蔽等技术来实现电磁兼容。
拆机时候虽然担心受怕，但最终还是收获了不少。
参考文献：《电磁兼容设计实例精选》 白同云编著 中国电力出版社 2008
《电气、电子设备产品的电磁兼容技术及设计实例》钱振宇 史建华 编著
电子工业出版社 2008
