HDMI 设计终极解决方案
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hdmi无线传输解决方案
《HDIM无线传输解决方案》
随着科技的不断发展,家庭娱乐设备也在不断更新换代。
而随着高清视频的普及,传统的有线连接已经无法满足用户对于高清视频传输的需求。
因此,HDIM无线传输解决方案成为了一
个备受关注的话题。
HDIM无线传输解决方案主要是通过无线传输技术,将高清视
频和音频信号从播放设备传输到显示设备,同时保持高清画质和音质。
这样一来,用户就不再需要被传统的有线连接所限制,可以更加自由地布置家庭影音设备。
而且,HDIM无线传输解
决方案还可以避免了长时间使用有线传输设备带来的线缆老化和损坏问题。
目前市场上有许多厂家提供不同的HDIM无线传输解决方案,包括传统的5G、2.4G无线传输技术,以及更加先进的Wi-Fi6、WiGig技术。
这些技术可以实现不同的传输距离和稳定性,满足用户在家庭娱乐方面的不同需求。
除了播放设备和显示设备之间的无线传输,HDIM无线传输解
决方案还可以应用于商业环境中,比如会议室、演讲厅等场合。
通过无线传输技术,可以避免场地内因线缆布置不当而带来的混乱和不美观问题,提高了会议和演讲的效率和观赏性。
总的来说,HDIM无线传输解决方案为用户提供了更加便利和
高质量的娱乐和工作体验,成为了家庭娱乐和商业应用方面的
重要方向和趋势。
随着技术的进步和应用范围的不断拓展,相信HDIM无线传输解决方案将会在未来发挥更大的作用。
利用HDMI收发器简化家庭影院系统设计简介今天,大屏幕HDTV(高清电视)已获得消费者的广泛认可,人们都在添置各种电子设备,完善他们的家庭影院系统。
单机家庭影院(HTiB)、SOUNDBAR 音箱和影音接收机(AVR)能为用户提供更加出色的音频体验并令HDTV 视频性能更臻完善。
提取和处理高保真音频信号的能力是目前市场上甄选硬件的一大关键。
家庭影院系统现在能够提供高清多媒体接口(HDMI)的所有最新特性(与设备无缝集成)。
对于HTiB、SOUNDBAR 音箱和AVR 的系统设计人员而言,提高家庭影院的用户体验就意味着不断克服各种实施挑战。
最新版HDMI 标准中又增添了新特性,如音频回传通道(ARC)、3D 显示格式以及对消费电子控制(CEC)协议的改进。
当然,消费者都希望他们新买的家庭影院设备能具备所有这些HDMI 新特性,并且物美价廉、操控简易。
因此,家庭影院设备的设计人员必须适应新标准,同时还要缩减物料成本、开发成本和上市时间。
为了帮助设计人员应对此类挑战,ADI 公司推出了集成这些新特性的HDMI 收发器产品。
以ADV7623 为例,这款HDMI 收发器集成了4:1 HDMI 输入多路复用器(mux)、HDMI 接收器、屏幕显示(OSD)引擎和HDMI 发射器。
就个体而言,上述每种功能应该都需要彼此独立的IC 及五花八门的固件,但一个收发器就可以将全部功能组合到一个综合解决方案中,节省了板载面积、降低了固件复杂程度、缩减了物料成本,为家庭影院系统设计人员带来了极大方便。
图1. HDMI 收发器功能框图单机家庭影院HTiB 属于完整的视频播放系统,一般采用多通道音频放大器和环绕声音响系统来播放音频。
此外,该系统通常还包括一个DVD 或Blu-ray 视频播放机。
HTiB 简化了视频播放机、放大器和扬声器的安装和功率匹配,它主要处理音频,视频则通过HDMI 接口传送给电。
HDMI1.4测试解决方案
王莉
【期刊名称】《电信网技术》
【年(卷),期】2010(000)009
【摘要】介绍了HDMIHEC的基础技术、测试方法和IXIA HDMI测试解决方案.【总页数】4页(P90-93)
【作者】王莉
【作者单位】美国IXIA公司
【正文语种】中文
【相关文献】
1.TDA19989:HDMI1.4发射器解决方案 [J],
2.泰克推出HDMI2.0一致性测试及调试解决方案新测试解决方案支持新“4K”视频监视器技术,帮助获得快速、一致和准确的结果 [J],
3.泰克携最前沿、最完整的解决方案亮相CIOE2015,助力解决当今高速光通信测试挑战涉及宽带OFDM光通信系统测试、40G/100G光通信一致性测试以及
400G/1T的多载波相干光调制测试在内的全面光测试前沿解决方案 [J],
4.泰克推出HDMI 2.0一致性测试及调试解决方案新测试解决方案支持新“4K”视频监视器技术,帮助获得快速、一致和准确的结果 [J],
5.HDMI1.4发射器解决方案 [J],
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HDMI测试解决方案—华夏苹果HDMI测试解决方案针对日益重要的HDMI测试市场,华夏苹果一方面不断完善自己的测试方案,同时也在不断从测试角度向HDMI组织提出建设性的改进建议,以使得兼容性测试规格(CTS)更具代表性和权威性。
目前,安捷伦已经为迎接最新的HDMI CTS1.3标准,准备好了最完整测试解决方案,不仅包括发射机,还包括媒介(电缆,PC板),以及接收机的测试。
而且,绝大多数的这些功能将被压缩在一个软件包内,这样就可以简化用户的操作过程。
下面我们就对这些HDMI测试的整体解决方案进行简要的介绍(注意此测试方案大部分兼容DVI测试):1. 夹具和探头毫无疑问,如果不能提供保证高质量连接测试夹具,再好的测试仪表也不能完成高质量的测量。
为了解决并改善仪表和被测设备的连接,华夏苹果不断努力,应用各种业界领先的高性能的连接测试夹具………2.高性能的连接HDMI的测试标准(CTS)的一个主要部分就是如何将测试仪器连接到各种不同配置的设备上。
N1080A -H01(插头)和N1080A-H02(插座)能够满足上述需求。
他们拥有目前市场上最低的损耗和最高的带宽。
这些组件能够用于发射机,电缆和接收机的测试。
3.通用发射机的测试夹具N5405A 可用于标准高清电视的测试(1080i和720p),但是它的带宽不够,不能提供更高的精度。
我们正在完善这个夹具,目前它已经能够轻松测量带有32ps交叉点抖动、2.25Gbs的眼图。
4.N5380A 探头这些同轴探头(包括E2695)能够提供最大的带宽。
他们可以连接N1020A K12进行单端和差分测量。
如果HDMI要求终端电压提升至3.3V,需要注意一定要设置正确。
这些探头能够和113x或者116x系列的放大器协同使用。
5.E2678A套接探针这些探针从一开始就是我们解决方案的一部分,并且将来也会是。
E2678A 系列被用于 N5405 和N5431A 夹具。
对希望测试成本低、测量速度快的用户来说,四个E2678A可以在建立一次连接后就测量所有的四个通道,并且测试成本很低。
hdmi切换方案HDMI切换方案:简化多媒体设备间连接的解决方案在当今数字化时代,多媒体设备的普及已成为人们生活中不可或缺的一部分。
我们的家庭已经充斥着各种各样的设备,如电视、投影仪、游戏机、音响、蓝光播放器等。
然而,一个难题也随之而来:如何快速、便利地在这些设备间切换信号,以便我们能够方便地享受我们想要的多媒体内容?正因为这个问题,HDMI切换器(HDMI switcher)成为时下备受关注的技术。
HDMI(High-Definition Multimedia Interface)是一种数字音视频接口标准,具有高清晰度和高音质的传输能力。
通过HDMI,我们可以将高清信号传输到显示设备上,以获得更好的画质和声音效果。
而HDMI切换器则是为了方便我们在多个HDMI设备间切换信号而设计的。
HDMI切换器可以解决多个HDMI设备接入的问题。
它通常具有多个HDMI输入端口和一个输出端口。
我们只需要将各个设备的HDMI输出线分别连接到切换器的输入端口上,然后将切换器的输出端口连接到显示设备上,就可以通过切换器来选择我们想要显示的设备。
这样,我们就不需要频繁地插拔HDMI线了,大大简化了我们的设备管理流程。
除了简化设备管理外,HDMI切换器还能提供其他一些便利的功能。
例如,它通常会配备遥控器,让我们可以远程控制切换器的输入源。
此外,一些HDMI切换器还支持自动切换功能,能够自动检测和切换到新接入的设备。
这在家庭娱乐系统中尤为实用,我们只需简单操作,就能轻松享受不同的媒体内容。
随着技术的不断发展,HDMI切换器的功能也在不断更新和改进。
现在市面上已经出现了一些高级的HDMI切换器,支持4K分辨率、HDR(高动态范围)等新特性。
这些切换器不仅能够提供更高质量的视听体验,还能与其他设备进行更深入的连接,实现更强大的功能。
例如,一些HDMI切换器还可以作为音频解码器,将音频信号转换为多声道输出,提供更丰富的音频性能。
高清音视系统高速HDMI接口设计方案HDMI 在成为消费电子的标配接口后也在其它领域如车载显示中逐渐得到了广泛的应用。
对于原先不是专业从事消费音视频领域的设计工程师来说,设计高频率HDMI 接口有一个学习和实践的过程。
文章以ADV7842/ADV7511 参考设计方案实例介绍了HDMI 输入和输出接口的设计和基本要求,HDMI 兼容性测试(HDMI Compliance Test )的要求,以及常见的问题和推荐的解决方法。
近两年HDMI 的应用得到了极大的普及。
它已远远走出了传统的电视、投影仪、游戏机和A/V 放大器(A/V receivers)的范围而变成了高清数位相机和家庭摄像机的必备接口。
它在智能手机和车载显示的应用也正在蓬勃兴起。
设计工程师必须对HDMI 输入和输出接口的设计要求和兼容性测试(HDMI Compliance Test )有一个基本的了解,从而在设计电路和PCB 的设计时可提前周全考虑以避免重复设计。
HDMI I/O 端和电源的设计ADV7842 是一款集成了模拟(CVBS,RGB,和YPbPr)和HDMI receiver(HDMI Rx)输入的视频I/O 芯片。
ADV7511 是一款HDMI transmitter 芯片。
下面借用以这两款芯片做成的HDMI I/O 参考线路讨论高速高精度视频PCB 设计时最常见的问题和推荐的解决方法。
HDMI 输入端在PCB 上HDMI 连接端子(HDMI connector)到HDMI Rx 数据输入管脚的长度应减至最短,所以HDMI Rx 芯片置放的位置应尽量靠近HDMI 连接端子,如HDMI 接收器电源。
HDMI设计指南1.理解HDMI的工作原理:HDMI接口是用于传输高质量音频和视频信号的接口,其工作原理是通过数字信号传输。
HDMI接口可以传输高分辨率的视频信号,包括4K和8K分辨率。
此外,HDMI接口还可以传输多声道音频和其他类型的数据。
2.确定接口类型:HDMI接口有多种类型,包括标准HDMI、Mini HDMI和Micro HDMI。
在设计时需要根据设备的尺寸和用途选择合适的接口类型。
3.保证信号质量:HDMI接口需要保证传输的音视频信号质量,因此设计时需注意以下几点:-选择合适的信号传输线路,如高质量的电缆和线路。
-确保引脚连接的良好接触,以最小化信号损失。
-减少信号的干扰,如通过电磁屏蔽和地线设计。
4.确定分辨率和帧率:HDMI接口可以传输多种分辨率和帧率的视频信号。
在设计时,需要考虑设备的目标分辨率和帧率,并确保接口能够支持所需的信号传输。
5.音频传输:HDMI接口支持传输多声道音频信号,包括立体声和环绕声。
在设计时,需确保接口能够支持所需的音频格式和声道配置。
6.支持高动态范围(HDR):高动态范围是一种提高视频画面亮度和对比度的技术。
在设计HDMI接口时,考虑是否支持HDR功能,并确保接口能够传输和显示HDR内容。
7.考虑接口的附加功能:HDMI接口可以具备一些附加功能,如支持以太网传输、有线传送器(HDCP)等。
根据设备的需求,考虑是否需要这些附加功能。
8.安全性和版权保护:HDMI接口支持以数字方式传输高清内容,因此设计时需考虑安全和版权保护。
这可以通过支持HDCP等技术实现。
9.接口尺寸和布局:根据设备尺寸和布局,设计HDMI接口的大小和布局,确保接口的方便和易用性。
10.提供必要的文档和支持:在设计HDMI接口时,提供必要的设计文档和支持材料,以便于其他制造商和开发者了解和使用该接口。
总之,设计HDMI接口需要考虑多个方面,如信号质量、分辨率和帧率支持、音频传输、HDR支持、附加功能、安全性等。
网络中控HDMI矩阵与应用解决方案网络中控HDMI矩阵是一种通过网络连接的设备,可以将多个HDMI输入信号传输到多个HDMI输出设备上。
它可以帮助用户更灵活地控制和管理多个HDMI信号源和显示设备,提供更高的便利性和可扩展性。
在下面的文章中,我将介绍网络中控HDMI矩阵的原理和应用解决方案。
首先,让我们了解一下网络中控HDMI矩阵的工作原理。
网络中控HDMI矩阵由两个主要部分组成:中控主机和HDMI矩阵切换器。
中控主机通过网络连接到计算机或移动设备,并通过一个控制界面来控制HDMI矩阵切换器。
HDMI矩阵切换器有多个HDMI输入和输出端口,可以将输入信号广播到输出设备上。
中控主机可以通过网络与矩阵切换器进行通信,控制输入信号的切换和输出设备的管理。
1.会议室:在大型会议室中,可能需要连接多个信号源,如计算机、投影仪和视频会议设备。
通过网络中控HDMI矩阵,可以轻松地切换输入信号源,实现无缝切换和管理多个显示屏。
2.教育场所:在教育场所,教师需要连接多个输入设备,如电脑、摄像头和DVD播放器,并将其传输到学生们的显示设备上。
网络中控HDMI 矩阵可以帮助教师轻松地控制和切换输入源,并将内容传输给学生们的设备。
3.家庭影院:在家庭影院系统中,用户可能需要连接多个输入设备,如电视、游戏机和音响系统,并将其传输到不同的显示设备上。
通过网络中控HDMI矩阵,用户可以方便地切换输入源,实现多个设备的灵活管理和控制。
4.商务展示:在商务展示中,用户可能需要将不同的媒体内容传输到多个大屏幕上。
网络中控HDMI矩阵可以帮助用户方便地切换和管理输入源,实现更专业和高效的展示效果。
5.视频监控:在视频监控系统中,用户可能需要连接多个摄像头,并将视频内容传输到监视设备上。
通过网络中控HDMI矩阵,用户可以方便地切换和管理多个摄像头,实现更全面和灵活的监控。
除了以上应用解决方案,网络中控HDMI矩阵也可以在其他场景中发挥重要作用。
采用HDMI接口的ESD保护解决方案设计高清多媒体接口(HDMI)将音频和视频信号整合在单一的数字接口中,可用于蓝光播放器、DVD 播放器、PVR、数字电视(DTV)、机顶盒、游戏机和其他音视频设备。
HDMI 采用单根电缆和接口取代传统的多电缆多接口,支持无压缩数字视频、多路音频信号,以及视频源和液晶电视等接收器之间的数据通信。
HDMI 支持标准/增强/高清视频信号、标准或多路环绕音频、原创安全保护(HDCP),并确保HDMI 信号源设备使用液晶电视等HDMI 终端设备支持的音频/视频格式。
HDMI 接收器和发射器的IC 芯片全部采用深亚微米工艺制造。
亚微米CMOS 制程十分敏感,通常设有ESD 保护限制(最高2kV),必须符合人体放电模式(HBM)标准。
满足这项标准仅可在受到妥善保护的生产和装配流程中提供ESD 保护。
LCD 电视和机顶盒(STB)等终端应用极易受到ESD 冲击,特别是HDMI 等热插拔接口。
热插拔接口允许用户在程序运行期间插拔连接线。
另外,大多数生产商都在争取获得某些消费电子产品证书(如CE 认证),根据IEC61000-4- 2 标准,认证产品必须具备极高的ESD 保护性能。
这一领域的ESD 放电可能远比HBM 标准规定的放电情况严重。
考虑上述原因,生产商强烈建议为外部端口增加额外的ESD 保护电路。
目前,恩智浦半导体(NXP Semiconductor)开发了多种DVI/HDMI 接口IC 芯片,不仅确实能够提供出色的ESD 保护,而且增加了DDC 信号电平转换和反向驱动保护功能。
这些IC 是GHz 级DVI/HDMI 高速数据端口不可或缺的组成部分。
为实现简化布线,优化布局,最大程度地减小面积,并同时达到最高ESD 防护等级,恩智浦提供集成度更高的解决方案,例如IP477x 系列。
HDMI产品设计和兼容测试常见问题与分析HDMI 组织规定HDMI 产品必须通过HDMI CT 才能打上HDMI 商标。
同类产品中的后续产品也应通过自测试。
业界极力推荐厂商在将产品送测前先做预测试以节省时间和金钱。
Analog Devices (ADI) 分别在美国的绿堡、东京、台湾和北京设立了四家预测试中心。
这些中心可以为客户提供有关源端和接收端设备的全部测试项目,甚至在测试现场帮助客户更改器件和线路以验证修改方案的可行性。
这a 些措施是为使用ADI 产品的客户提供更好的服务,缩短客户产品上市的时间,提高客户产品的稳定性。
我们的目标是凡是通过我们预测的系统都能通过正式测试。
到目前为止我们完全达到了此目标。
基于上百次测试过程中积累的经验,下面我们将总结和讨论客户在HDMI 测试中最常遇到的问题,典型测试项目失败的原因和可能的修改方案。
HDMI 兼容测试常见问题与解析:绝大多数测试客户在第一次测试的时候都会或多或少的在一些测试项目上失败。
其实跟芯片相关的一些电气性能测试,比如“Jitter Tolerance”等,芯片厂商都已经在芯片设计阶段考虑到如何保证通过这些测试项目。
所以客户需要特别注意一些跟系统设计相关的问题,以及为配合测试所设计的功能,例如源端设备(Tx)需要提供可以将HDCP(High Definition Content Protection)关闭和打开的选项等。
以下结合客户测试常遇到的问题对一些测试项目加以说明,希望能够帮助读者在设计阶段就避免这些问题。
源端测试(Tx)EDID 相关的测试对于HDMI 源端设备要求必须支持“Enhanced DDC”协议,即读取接收端设备的EDID 信息时可以使用段指针0x60 读取首256 字节以后的信息。
虽然现在绝。
HDMI 设计终极解决方案!针对使用HDMI 多路复用中继器的用户,本文提供了如何通过精心设计印刷电路板(PCB) 来实现器件全部性能最优化的设计指导。
我们将对高速PCB 设计的一些主要方面的重要概念进行解释,并给出一些建议。
本文涵盖了层堆栈、差动线迹、受控阻抗传输线、非连续性、布线指南、参考平面、过孔以及去耦电容器等内容。
1层叠HDMI 多路复用中继器的外引脚是专门针对HDTV 接收机电路中的设计(见图1)而量身定制的。
封装的每一侧都提供了一个HDMI 端口,具有四个差动TMDS 信号对,从而实现三个输入端口和一个输出端口。
剩余信号由电源轨、Vcc 和接地以及低速信号(例如:I2C 接口、热插拔和多路复用选择器引脚)组成。
完成一个低EMI PCB 设计最少需要四层堆栈(见图2)。
层堆栈应按照下列顺序(自上而下):TMDS 信号层,接线层,电源层和控制信号层。
图2 建议在一个接收机PCB 设计中使用4 或6 层叠。
•在顶层上对高速TMDS 线迹布线可以避免使用过孔(及其电感),并且允许从HDMI 连接器至中继器输入以及从中继器输出至后续接收机电路的干净互联(clean interconnect)。
•在高速信号层的下面放置一个坚实的接地层,这样就可以为传输线路互联建立一个受控阻抗,并为返回电流提供一个优异的低电感通路。
•在紧挨接地层的下方放置电源层可以创建额外的高频旁路电容。
•在底层布线低速控制信号可实现更大的灵活性,因为这些信号链通常拥有允许非连续性(如过孔)的裕度。
如果需要一个额外电源电压层或信号层,那么就应添加一个二级电源层/接地层系统至该堆栈,以使其保持对称。
这样就可以使堆栈保持机械稳定,并防止其变形。
每个电源系统的电源层和接地层均可以被紧密地放置在一起,从而大大增加高频旁路电容。
2差分线迹HDMI 使用转换最小化差分信令(TMDS),用于传输高速串行数据。
差分信令为单端信令带来了极大的好处。
在单端系统中,电流通过一个电感从电源流至负载,并经由一个接地层或线路返回。
该电流引起的横向电磁(TEM) 波会自由地向外部环境辐射,从而引起严重的电磁干扰(EMI)(见图3)。
而且,电感中的外部源噪声不可避免地被接收机放大,从而破坏信号完整性。
替代差分信令要使用两个电感,一个用于正向电流,另一个用于电流返回。
因此,当紧密耦合时,该两个电感中的电流为等量,但是极性却相反,并且其电磁场消失。
现在,电磁场被“抢走”的两个电感的TEM 波均不能向环境中辐射。
只有在电感环路外部有极小的边缘磁场时才会发生辐射,从而产生极低的EMI(见图3)。
图3 来自单个电感周围大散射磁场和差动信号对紧密耦合电感环路的外部小散射磁场的TEM 波辐射紧密电耦合的另一个好处是,感应至两个电感的外部噪声均以等量共模噪声的形式出现在接收机输入端上。
具有差动输入的接收机均只对信号差异敏感,而对共模信号不敏感。
因此,该接收机抑制了共模噪声,并保持了信号完整性。
为了使差分信令可以工作在一个PCB 上,一个差动信号对的两个线迹间距必须在整个线迹长度上保持一致。
否则,间距变化就会引起磁场耦合不平衡,从而降低磁场消除的效果,造成EMI 增加。
除了更大的EMI 以外,电感间距的变化也会引起信号对差动阻抗的变化,从而造成阻抗控制传输系统的中断,进而造成破坏信号完整性的信号反射。
除了间距一致以外,两个电感均必须为相等的电气长度,以确保其信号在相同时间到达接收机输入端。
图4 显示了相等及不同长度线迹的逻辑状态改变期间一个差动对的“+”和“"”信号。
图4 不同电气长度的线迹会引起信号间的相移,从而产生导致严重EMI 问题的差动信号对于相同长度的线迹而言,两个信号相等且极性相反。
因此,它们的和必须为零。
如果这些线迹的电气长度不同,那么较短线迹上的信号就会比较长线迹上的信号较早地改变状态。
在此期间,两个线迹均驱动电流至相同方向。
由于往往会作为返回通路的长线迹继续驱动电流(“早”驱动电流),因此短线迹必须找到其经由一个参考层(电源层或接地层)的返回通路。
当将两个信号相加时,该总信号在过渡相期间从零电平转移。
在高频条件下,这些差动信号以大幅急剧瞬态的形式出现,其显示在接地层上,从而引起严重的EMI 问题。
需要注意的是,“噪声”脉冲的宽度同两个信号间的相移相等,并可以被转换成一个给定频率的时间差。
该时间差(也称为对内时滞)由HDMI 规定,用于225 MHz TMDS 时钟速率0.4 TBIT 的接收机,其将转换为178 ps 最大值。
对于一个HDMI 发送器而言,该规范要求0.15 TBIT,以用于225 MHz 的TMDS 时钟速率,其将转换为66 ps最大值。
由于像素生成需要四个差动TMDS 信号对(3 个数据信号+1 个时钟信号)的同步传输,因此其必须在相同时间到达接收机。
理想情况下,所有四个信号对应该为相等的电气长度,以保证零时间差。
但是,对一个0.2 TCHARACTER + 1.78 ns 的接收机而言,HDMI 允许一个最大的对间时滞(信号对之间的时间差),从而会产生总计2.67 ns 的时间,以用于225 MHz 的TMDS 时钟。
对一个HDMI 发送器而言,该规范要求产生888ps 的0.2 TCHARACTER。
3受控阻抗传输线受控阻抗线迹可用于匹配传输介质的差动阻抗(例如:线缆)和端接电阻。
差动阻抗由信号对线迹的物理几何、它们同邻近接地层的关系以及PCB 电介质决定。
这些几何形状必须在整个线迹长度上保持一致。
图5 描述了微波传输带(Microtrip) 线迹(外层线迹)及带状线线迹(通常是被两个接地层夹在中间的层堆栈内线迹)阻抗计算相关的参数。
图5 差动线迹的物理几何为了计算出图5 中100Ω差动阻抗TMDS 信号对的线迹几何,可以使用闭式方程1 " 6。
1、对于松散耦合带状线而言,s > 12 mils,数字0.748 可能被0.374 替换。
2、W < 2h 时,最大误差为3%3、为了获得最佳精确度,使b " t > 2W 及b > 4t,其中,b 为接地层之间的电介质厚度。
考虑到差动信号对及其环境之间的距离,图5 显示了一个线迹X,其未与邻近的“+”和“"”导体中的电流关联。
X 可以为另一信号对线迹、一个接地屏蔽线迹或一个TTL/CMOS 线迹。
对于邻近信号对和屏蔽线迹而言,使距离d 等于3 s。
在一侧运行屏蔽线迹(接地更为适宜),可能会创建一个增加EMI 的失衡。
接地线迹屏蔽应该对下层接地层有一个过孔散射。
请注意!乍一看上面的方程式,其呈现出一种可获得线迹几何的比较便宜的方法。
但是,这些函数均基于经验数据,并代表最佳情况下的近似值。
实际精确度可能会有非常大的不同,各种原因甚至会引起高达10% 的可能误差。
从长远来看,一种更精确、成本更低的方法是使用一个2D 或更好的场求解器。
它是一种可对麦克斯韦(Maxwell) 方程式求解并计算出任意横截面传输线电场和磁场的软件工具。
它还可以由以上这些计算出电气性能项,例如:特性阻抗、信号速度、串扰和差动阻抗。
一些场求解器还可以计算出导体内的电流分布情况。
相对于近似法而言,一个2D 场求解器的优势在于其考虑了几乎所有任意横截面几何的灵活性。
除了第一阶项(例如:线宽、电介质厚度和电解介质常量)以外,第二阶项(例如:线迹厚度、阻焊和线迹蚀刻背面)均可以被考虑到。
4非连续性非连续性就是信号路径中差动线迹阻抗偏离于其规定值(100Ω,即15% HDMI)的地方,并假定更高或更低的阻抗值。
非连续性可以引起由阻抗不匹配带来的信号反射,进而破坏信号完整性。
这些主要是有效线迹宽度或线间间距变化的结果,而这些变化又是由不可避免的沿信号路径线迹几何传输,或由较差的信号线迹布线引起的。
可能发生非连续性的位置为:•HDMI 连接器焊盘同信号线迹相遇处•信号线迹碰到过孔、电阻器组件盘或IC 引脚处•信号线迹90o 弯曲处•信号对被分离以围绕一个物体布线的地方在差动阻抗、TDR、和测试期间将非连续性探测出来。
一个TDR(时间域反射计)是一种用来描绘和定位金属导体中故障的电子仪器。
一个TDR 沿导体传输一个快速上升时间脉冲。
如果该导体为统一阻抗,并被正确地封端(terminated),那么整个发射脉冲将在远端终端被吸收,且没信号会被反射回TDR。
但是,存在阻抗非连续性的情况下,所有非连续性都将构成一个被反射回反射计(reflectometer)的回波。
阻抗增加会产生一个增强原始脉冲的回波,与此同时,阻抗减少会产生一个同原始脉冲相对的回波。
在输出/输入端测量出产生的TDR 反射脉冲,其将以时间函数的形式显示或绘制出来,因为给定传输介质中信号传播的速度相对不变,并且可以以线迹长度函数的形式被读取出来。
图6 TDR 显示表明了非连续性的位置PCB 设计的目的在于尽可能将非连续性最小化,从而消除反射并保持信号完整。
遵循一组布线指南,有助于避免不必要的非连续性。
剩下的不可避免的非连续性应集中在一起,也就是说将这一区域的面积应保持较小,并尽可能的紧密放置。
这一想法就是将各个反射点集中在某个区域,而不是将其分布在整个信号路径里。
利用TDR 看到的大量非连续性直接受到TDR 使用的脉冲边缘速率的影响。
TDR 边缘速率越快,出现的非连续性就会越多,并且阻抗峰值就越大。
通过HDMI 规范,他们定义了边缘速率(通常为200ps)。
图6 对该点进行了描述。
图中的低线压采用30ps 边缘速率,高线压采用200pf 滤波器。
当使用200ps 边缘速率滤波器时,由出现在低线压上的TPA 电路板SMA 产生的非连续性均为完全不可见5布线指南当试图保持信号完整性和低EMI 时,具有PCB 布线的一些指南是必不可少的。
尽管似乎有无数的预防方法可以采用,但是本章节仅仅推荐使用一些主要的布局指南。
1、在不匹配点上采用小弯曲度修正,可减少差动对内的时滞。
2、减少由组件放置和IC 外脚引线以及信号路径上较大角度修正所引起的对间时滞。
采用斜切式弯曲(chamfered corner),其长度和线宽之比为3 比5。
弯曲之间的距离应最少为线宽的8 到10 倍左右。
3、使用45 o 弯曲(斜切式弯曲)替代直角(90o)弯曲。
直角弯曲会增加有效线宽,改变差动线迹阻抗,从而出现一个较短的中断点。
一个45o 弯曲可以看作是一个时间更短的中断点。
图7 采用斜切式拐角弯曲方法的时滞降低4、当在一个物体周围进行布线时,应对并联的一对线迹进行布线。
将线迹分离开来布线会改变线与线之间的间距,从而引起差动阻抗的改变以及非连续现象的出现。
图8 在一个物体周围的布线5、在信号路径内一个接一个地放置一些无源组件,例如:源匹配电阻或ac 耦合电容。