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HDMI接口介紹和設計

發布日期:2022-07-28 作者:dench 點擊:

HDMI的全稱是 High Definition Multimedia ,即:高清多媒體接口。HDMI 在引腳上和 DVI 兼容,僅僅采用了不同的封裝。與 DVI 相比。HDMI 能夠傳輸數字音頻信號,并增加了對 HDCP 的支撐,同時提供了更好的 DDC 可選功用。

      Z新版本是2017年1月4日提出HDMI2.1。帶寬提升至48Gbps支撐4K 120Hz及8K 60Hz支撐高動態規模成像(HDR),能夠針對場景或幀數進行優化支撐eARC功用可針對游戲幀數進行信號同步,減少畫面撕裂。


HDMI接口


一、HDMI接口原理圖
HDMI總線有三個獨立的部分:
1-TMDS高速數字視頻接口;
2-顯現數據通道(DDC:12C總線用于兩個設備之間交換數據和狀態);
3-消費電子操控(CEC)等(可選),用于遙控連接的設備。

HDP是熱插拔信號,該信號比較重要,當HPD引腳大于2V,TMDS才會輸出。
DDc和CEC是低速設備,這些信號布線無特殊要求,TMDS通道是高速差分對,因而布線要特別注意。

原理圖規劃要注意的點:
1、IO口電平的匹配(5V和3.3V電平轉化)
2、HDMI的供電電壓是5V。
3、HDMI的接口都會人手觸摸,因而需求加ESD保護器材。TMDS上需求使用專用的ESD保護器材,其他信號使用一般ESD。

二、HDMI接口PCB規劃


a、阻抗的操控和布線注意事項
差分阻抗操控為 100 歐姆(+/-10%),單端走線操控 50 歐姆。依據PCB層疊與板廠溝通確認線寬和線距。

pcb規劃的目的在于盡可能將非接連性阻抗Z小化,然后消除反射并堅持信號完好。剩下的不可防止的非接連性應會集在一起,也便是說將這一區域的面積應堅持較小,并盡可能的緊密放置。這一主意便是將各個反射點會集在某個區域, 而不是將其分布在整個信號途徑里。

可能發生非接連性的位置為:

1) HDMI連接器焊盤同信號線跡相遇處;
2) 信號線跡碰到過孔、電阻器組件盤或 IC 引腳處;
3) 信號對被分離以圍繞一個物體布線的當地;

PCB規劃處理這些問題詳細方式方法如下:

1、使用完好的電源層和接地層來完成 100Ω 阻抗操控,以及電源噪聲Z小化。即差分走線下面應該是完好的參閱平面,盡量防止跨切割的狀況出現。
2、盡可能使用尺寸Z小的信號線過孔和HDMI連接器焊盤,由于其對 100 差動阻抗發生的影響較小。較大的過孔和焊盤可能會導致阻抗下降。引薦使用過孔8mil/16mil,或許8mil/18mil。
3、差分對信號需求對稱布線,并始終堅持平行。
4、不允許在差分對之間放置任何器材或通孔, 即便信號是對稱布線的。差分對之間的通孔可能會導致 emc攪擾性問題, 并形成阻抗不接連。
5、某些差分對高速信號需求串行耦合電容器,或串接ESD和電阻等器材,放置這樣的元器需求對稱。由于元器和連線之間會發生阻抗不接連性的問題。
6、過孔在阻抗方面會引入了巨大的不接連性。盡量將放置的通孔量減少到Z小值, 并將過孔對稱放置。
7、為了滿足差分對的阻抗要求, 兩個信號布線都需求在同一層上進行。在布線中添加過孔的數量也要相同。
8、差分線等長補償方式首選蛇形繞線,而且蛇形繞線應放置在長度不匹配的原點。這可確保正負信號重量在首要部分同步傳達。

a、ESD處理

ESD歸于瞬態器材,也是一種保護器材,很短的時間內短路是能夠的,添加ESD首要是為了防浪涌。在布局方面,ESD器材一定要靠近HDMI的端子放置,以確保ESD效果能發揮出來。但也不要放置太近,考慮工藝要求,防止在焊接HDMI座子的時分簡單形成HDMI焊盤與ESD器材焊盤連錫的狀況。間距為一個烙鐵頭的厚度即可。





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