用于HDMI接口的ESD维护技能
最新的HDMI I.3(高清晰度多媒体接口1.3)规范把曾经的HDMI 1.0 – 1.2规范所规则的数据传送速度提高了一倍,每对差动信号线的速度到达3.4 Gbps。因为数据传送速度这么高,要求电路板的电容小,确保信号的本质很好,这给电路板的规划带来了新的应战。在处理这个问题,完成牢靠的静电放电(ESD)维护时,这点特别重要。在HDMI体系规划中添加ESD维护时,假如选用适宜的方法,就可以把问题简化。泰科电子的ESD和过电流维护参阅规划,契合3.4 GHz的HDMI 1.3规范,到达IEC 61000-4-2关于ESD维护的要求,而且可以优化电路板的空间,所有这些可以协助规划人员削减危险。本文评论在HDMI 1.3体系中规划ESD维护的要求和简略犯的过错。
概述
在高清晰度视频体系中添加ESD维护,提出了许多杂乱而且令人尴尬的问题,这会添加本钱,会延伸产品上市的时刻。人们在挑选ESD维护计划时,往往是依据处理这个问题的方法完成起来是否简略。不过,最简略的方法或许不可能供给充沛的ESD维护,或许在电路板上占用的空间不能让人最满足。有些时分,在开始时看上去是处理ESD维护问题的最好方法,到了后来,会发现需求运用多种电路板材来确保时基信号到达要求。在完成一个充沛的静电放电维护时,往往需求在尺度、静电放电维护的功能以及完成起来是否简略这几方面进行折衷。一向到现在仍然是这样。
本文的意图是评论针对HDMI 1.3体系完成一个牢靠的ESD维护时,问题之所以杂乱的原因──运转速度,而且评论规划规范,在供给充沛的静电放电维护时,有必要考虑到这些规划规范。
HDMI的速度终究是多少?
关于HDMI的速度,有许多说法,因而规划人员在处理静电放电问题时很难挑选一个适宜的方法。人们往往以为,依照最新的HDMI规范,也便是HDMI 1.3,在每秒传送340M个像素时,数据传送速率高达10.2 Gbps。这是体系运转速度的准确的说法,可是它并不是讲过渡时刻最小的差动信号(TMDS)的传送速度。为了选出一个充沛的ESD维护方法,也一定要考虑到TMDS速度。
在前面讲过,依据HDMI 1.3规范,在每秒传送340 M个像素时,体系最快会作业在10.2Gbps。关键是“最快会作业在”六个字。这便是说,接口的时钟速度会改动,这决议于连接在它上面的发送器和接纳器作业在视频的才能。因而,连接到接口上的两个设备的分辨率越高,或许色彩深度越深,时钟就越快。HDMI只需求快到可以传送所需数量的像素给显现设备(监视器、液晶显现电视机等等)就可以了。例如,假如高清晰度数字视盘(DVD)播映器和液晶显现(LCD)监视器在播映1080P格局的高清晰度视频节目、色彩深度为48位时,比起播映480i的规范清晰度DVD节目,需求处理的信息就更多。
表1是各种分辨率和相应的每行像素数量及每帧行数。关于表1中列出的每种色彩深度,都有一个编码位数和它对应,来传送每个像素的色彩。需求从HDMI发送器传送到HDMI接纳器的数据数量与这些变量有关,包含每秒改写显现屏的帧数。表2是它们的这个联系式:
HDMI 数据传送速度 = X * Y * F * B
其间: X = 每行的像素数量;Y = 每帧的行数;F = 每秒的帧数;B = 每个像素的编码位数。

表1:不同版别的HDMI支撑的分辨率和色彩深度。

表2:HDMI发送器把数据传送给HDMI接纳器的速度。
实践的HDMI数据接口由4对过渡进程最小的差动信号线组成:3路差动数据通道,一路是时钟,每路是一对差动连接线,如图1所示。

图1:实践的HDMI数据接口。
如图1所示,三对TMDS数据线的频带要宽到可以传送和接纳的数据速度最高为10.2 Gbps。因而,这三对TMDS数据线一定要可以以10.2 Gbps/ 3 × 3.4 Gbps(或许GHz)的速度传送信号。
为了阐明每对实践的TMDS线的数据传送速度,在表3中把表2中的信息和每一对TMDS数据线的速度以及对应的信号时钟速度放在一同。
规划人员一般也会注意到,在HDMI 1.3规范中,TMDS时钟的速度是340 MHz,比传送数据或许传送信号的速度低许多。关于规范的频色深度,即每个像素为24位时,在每对TMDS数据线上传送的数据等于每个像素的编码位数30 位。因而,在三路TMDS通道中,在‘体系’时钟的一个周期内,每一路有必要传送10位。所以,信号的时钟和数据速度等于‘体系’的TDMS时钟速度的十倍。此外,在色彩深度较深时,信号的时钟速度较高,以便传送每个像素的更多编码位数。连接线的数据传送速度、TDMS信号的速度,以及‘体系’的TDMS 时钟速度之间的联系列于表4。

表3:TDMS传送信号的速度与时钟的速度。

表4: TMDS传送信号的速度和‘体系’的TMDS时钟速度。
在这里作一个小结:HDMI运转的速度取决于发送器和接纳器的才能,以及信号源的分辨率和色彩深度。每对TDMS数据线的速度最高是3.4 GHz。
在HDMI体系中添加ESD维护时在时基信号/功能方面的考虑