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HDMI接口电路保护方案-音特电子
对于HDMI 1.3 ,仅有0.3PF 的超低电容静电保护设备
高分辨率多媒体接口(HDMI)是一种无压缩的全数字音频/视频接口。它为视频/音频源设备与接收设备间提供了高速接口,如连接DVD机和数字显示器。现在的HDMI硅片的数字信号传输速度可达到10.2Gbps。电路制造商持续不断地缩小它们的器件中的晶体管、互联和绝缘层的最小尺寸,从而使高速器件的结构更小,最终导致器件在较低的能级也更易于因击穿效应而损坏。
HDMI接口即是一种易受瞬间破坏的外接端口,用于连接用户端或带电电缆。HDMI接口的内部ESD保护不足以使图像芯片免受破坏。为了确保该端口的性能,消费电子制造商们需要加强HDMI端口的ESD性能,即如何在满足 HDMI兼容性测试规范(CTS)的信号完整性和阻抗要求的同时,根据全球认同的ESD标准IEC61000-4-2硬化HDMI端口。
ESD 是代表英文ElectroStatic Discharge 即"静电放电"的意思。ESD 是本世纪中期以来形成的以研究静电的产生与衰减、静电放电模型、静电放电效应如电流热(火花)效应(如静电引起的着火与爆炸)及和电磁效应(如电磁干扰)等的学科。在高速接口电路设计中,对静电放电的电磁场效应如电磁干扰(EMI)及电磁兼容性(EMC)问题越来越重视。这种突然放电可能是由于直接接触或静电场的产生而引起的。尽管ESD 对人体的伤害并不多见,但对敏感电子器件却是致命的。HDMI 图像芯片采用几何尺寸非常小的硅片制造,对ESD非常敏感。大多数这类图像芯片内部均集成了ESD 保护;但是,这种措施仅能提供受控制造环境中的保护[1]。在现实世界中,用户经常接触像HDMI 这类接口,因此会引起ESD。
IEC61000-4-2 标准中定义了各种破坏程度。当人在地毯上行走时,累积电压15KV 是很常见的。ESD 容易损坏甚至摧毁内部集成电路。
TVS瞬态二极管-瞬变抑制二极管-ESD静电二极管-音特电子
IEC61000-4-2 标准参考人体模型(HBM),效仿人体的各种ESD现象。IEC61000-4-2 分为四种测试程度,消费电子一般根据IEC61000-4-2 规范的第四级测试:8KV 接触和15KV空气。尽管ESD 脉冲持续时间短,其电压和电流幅度足以破坏敏感的IC。该标准相关的波形如下图:
Figure 1 ESD pulse waveform according to IEC 61000-4-2
— 非常高的二极管开关速度(纳秒级)和超低线电容(<1pF)可以确保信号完整性;
— 经受若干次ESD静电冲击之后,ESD静电保护性能没有退化;
— 即使经过几百次ESD静电放电之后,泄漏保持为低;
— 以小的占位面积实现最高的集成度;
— PCB 层面的RF 布线优化封装;
— 完全符合HDMI 1.3 规范要求;
可以直接使用于2对100欧的差分阻抗信号线 ,无论它的板式 ,层数,厚度以及电路板的材质 ,对于促进高速快效电路设计,ESD0524P 这种小型无铅且只有0.5mm间矩封装 非常适合于流线布局 ,这种紧密间矩的封装设计 可以帮助减小布线的不连续性及增加共模噪声抑制 。
对于流线型高速信号线设计 和满足信号线阻抗要求 ,ESD0524P的特殊设计 提供了ESD 的4线保护要求 ,符合IEC61000-4-2 ESD标准(±8KV CONTACT ESD 和 ±15KV Air ESD) , 同时提供卓越的嵌位电压特性 ,减少HDMI芯片的过压应力 ,提高HDMI 整体系统的可靠性 。
Figure 2 Flow-through layout of YINT‘S ESD0524P for HDMI Applications
这种低电容 ,低嵌位电压 ,和低操作电压 ,再加上它的独特封装设计 ,使它成为一个卓越的HDMI应用保护装置 ,ESD0524P’S TDR and eye pattern performance Figure 3 、Figure 4respectively, show the TDR results on 4-layer and 2-layer HDMI evaluation boards. Both results show that the TDR has met, and is well within, the HDMI CTS requirement (100 Ohm ± 15% for differential impedance).
Figure 3: ESD0524P 4-Layer HDMI TDR Result Figure 5: ESD0524P HDMI Eye Pattern Result (1.48Gbps)
Figure 4: ESD0524P 2-Layer HDMI TDR Result Figure 6: ESD0524P HDMI Eye Pattern Result(2.25Gbps)
hdmi接口能否供电
HDMI确实有一些电流,但它远低于USB,所以HDMI无法提供电源。
HDMI标准接口的18针(共19针)是一个+5V电源,电源是接收机(如电视、显示器等)的弱电输出源(如蓝光DVD、显卡等),一般用于接收机的edideeprom芯片的电源,非常小,小于50mA。
因此,HDMI接口不能用于USB等充电功能。
扩展资料:
HDMI可用于机顶盒、DVD播放器、PC、电视、游戏机、集成扩展器、数字音频和电视设备,HDMI可同时发送音频和视频信号。由于音视频信号采用同一根导线,大大简化了系统电路的安装。
HDMI是为了取代SCART或RCA等模拟信号的AV接口而设计的。它支持各种电视和计算机视频格式,包括SDTV、HDTV视频图像和多声道数字音频,无音频传输功能的HDMI和UDI继承了DVI和TMDs的核心技术,仍然是DVI的扩展。
参考资料来源:
百度百科-HDMI
HDMI接口有多少个针脚?分别的名称?
按照电气结构和物理形状的区别,HDMI接口可以分为Type A 、Type B、 Type C三种类型。每种类型的接口分别由用于设备端的插座和线材端的插头组成,使用5V低电压驱动,阻抗都是100欧姆。这三种插头都可以提供可靠的TMDS连接,其中A型是标准的19针HDMI接口,普及率最高;B型接口尺寸稍大,但是有29个引脚,可以提供双TMDS传输通道,因此支持更高的数据传输率和Dual-Link DVI连接。而C型接口和A型接口性能一致,但是体积较小,更加适合紧凑型便携设备使用。
Type A的物理规格
Type A型HDMI插座成扁平的“D”型,上宽下窄。接口外侧设有一圈厚度为0.5毫米的金属材质屏蔽层,防止来自外界的各种干扰信号。其中用于设备端的插座内径最宽处14毫米,高4.55毫米。19跟引脚在中心位置分两层排列。每根引脚的宽度为0.45毫米,长度为4.1毫米。
A型的插头外径是最宽处13.9毫米,高4.45毫米。内部的引脚呈环状排列。而HDMI标准规定这些尺寸的误差要控制在相当小的范围内(0.05毫米左右),以保证良好的接触性。
B型HDMI接口的物理结构相比于A型接口,基本形状并没有太大变化,都是“D”型。但是其插座端最大宽度达到了21.3毫米,比A型的14毫米足足大了一圈。
C型HDMI接口设计目的就是为了紧凑型便携设备,因此C型插座的尺寸只有10.5×2.5毫米,而插头也只有10.42×2.4毫米。非常的小巧。
这三种HDMI接口之间并没有做到完全的兼容,也就是说A型头不能通过转接设备连接到B型头,B型头又不能转接成C型头,不过由于A型头和C型头仅仅是物理尺寸上不一样,他们之间是可以通过转换设备实现兼容的。
由于和DVI采用了相同的TMDS传输机制,所以HDMI对DVI接口拥有非常强大的兼容性。目前市面上也有不少HDMI-DVI的转接头产品,对于没有HDMI的老设备而言非常适用。而HDMI-DVI转接头在实质上就是两种接头间的物理转换工具,只涉及到接口的形状、尺寸和引脚定义,在电路部分没有任何的变化。而HDMI标准中也考虑到了和DVI设备兼容的问题:只要HDMI设备检测到对方发送的信号中不包含HDMI标准中规定的特殊控制数据(VSDB信号,专门用于两个设备之间互相确认对方身份),就会把对方认为DVI设备,并且把传输规格切换到DVI格式,从而保证了良好的兼容性。
[编辑本段]HDMI音频功能解析
1.HDMI音频功能浅析
在HDMI没有出现之前,数字音频信号的传输的主要依靠两种途径:采用标准RCA接口的数字同轴电缆和SPDIF光纤传输。从传输的质量和特点上看,这两者各有千秋,但是都能比较好的完成传输数字音频信号的目标。
同轴电缆都拥有比较完善的屏蔽层,中间的铜芯才是信号传输的通道
利用75欧姆同轴电缆传输数字音频信号是一种非常成熟且高质量的方式。这种接口标准对设备端的硬件要求较低,但是在传输高频信号时,容易发生比较大的衰减,影响到最终音质。
相比于同轴传输,光纤对设备接收、发射端的同步时许要求非常严格,在技术上比同轴要难于实现,但是光纤技术在长距离传输方面的优势非常明显,不会出现同轴电缆长距离衰减过大的问题,因此也得到了很多有距离限制以及新装修用户的青睐。
此外,无论是采用光纤传输,还是同轴电缆传输,都需要购买一根单独的连线,对于用户来说,就意味着使用成本和复杂程度的增加。
HDMI技术则综合了以上两者的优点:在物理层它没有采用对同步时序要求严格的光纤连接,而是采用了成熟的电缆连接。其次,HDMI理论上可以实现最高20米的无损耗数字音频信号传播,那些对距离有要求的用户也能较好接受。最后,视频线缆和音频线缆的结合有效降低了用户的购买成本,也能让设备端实现瘦身,同时降低厂商的生产成本。
新一代AV功放中HDMI接口已经成了必配
而从HDMI对音频格式支持的种类来看,其主要定位还是以家庭影院应用为主,PC领域用HDMI输出音频信号还需要更多显卡和声卡厂商的配合,所以在AV领域最主流的数字音频格式将是HDMI紧盯的目标。在HDMI 1.0版本中,就加入了对Dolby Digital 5.1和DTS这两种应用最广泛的数字化多声道音频流的支持。同时随着数字电视的普及,数字伴音功能也将在HDMI上得到广泛应用。这也就意味着全球所有的DVD、高清视频、数字电视用户都会是HDMI标准的潜在用户。
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