基于HDMI接口的ESD保護(hù)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、高清晰度多媒體接口(HDMI)是數(shù)字電視和消費(fèi)電子產(chǎn)品的接口標(biāo)準(zhǔn)，由單一電纜傳送無(wú)壓縮的多信道音頻信號(hào)及高分辨率視頻信號(hào)，同時(shí)無(wú)需在信號(hào)傳送前進(jìn)行數(shù)/?；蛘吣?數(shù)轉(zhuǎn)換，可以保證最高質(zhì)量的影音信號(hào)傳送。HDMI采用了先進(jìn)的最小變換差分信號(hào)通道作為基本電氣連接，隨著最新的HDMI 1.3標(biāo)準(zhǔn)的頒布，HDMI的數(shù)字信號(hào)最大傳輸速度可達(dá)到10.2Gbps，但HDMI圖像芯片幾何尺寸非常小，因此對(duì)靜電放電(ESD)非常敏感。由于HDMI是熱插拔接

2、口，在現(xiàn)實(shí)生活中用戶經(jīng)常接觸HDMI接口，因此會(huì)引起對(duì)接口的靜電放電，容易損壞甚至摧毀內(nèi)部芯片。高速視頻信號(hào)中的容性負(fù)載會(huì)導(dǎo)致信號(hào)衰減，所以ESD保護(hù)設(shè)備利用各種方法和技術(shù)降低電容。為了降低容性負(fù)載必須謹(jǐn)慎地選擇ESD器件。本文的研究重點(diǎn)即是基于HDMI接口的ESD保護(hù)。 本文首先介紹了HDMI接口的基本原理，物理構(gòu)架，詳細(xì)的分析了其電氣特性，指出了要進(jìn)行基于HDMI接口設(shè)計(jì)所要熟悉的一些關(guān)鍵技術(shù)。然后對(duì)ESD保護(hù)原理及方法進(jìn)行

3、了說(shuō)明，比較了幾種常見(jiàn)保護(hù)元件，分析了它們之間各自的優(yōu)勢(shì)，并選定了適合HDMI接口使用的TVS元件。保護(hù)高速接口的傳統(tǒng)方法常采用控向二極管和聚合體器件，但這類保護(hù)器件對(duì)HDMI保護(hù)并不是最理想的。傳統(tǒng)二極管并不能承受IEC 61000-4-2定義的ESD脈沖高能量，聚合體器件雖然電容低，但啟動(dòng)電壓并不可靠，通常高于1kV。這就意味著受保護(hù)的IC在聚合體器件對(duì)ESD有反應(yīng)之前最低必須承受1kV電壓。因此必須采用更合適的瞬態(tài)電壓抑制(TVS

4、)二極管作為保護(hù)設(shè)備。 本文接著詳細(xì)闡述了TVS二極管的工作原理和特性，并在此基礎(chǔ)上建立了HDMI接口的ESD保護(hù)TVS二極管參數(shù)模型。對(duì)于高速數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸電路來(lái)說(shuō)，瞬態(tài)電壓抑制二極管的每一個(gè)參數(shù)都有可能對(duì)信號(hào)傳輸質(zhì)量產(chǎn)生比較大的影響，因此必須精確地選擇元件參數(shù)來(lái)匹配保護(hù)電路和信號(hào)傳輸線路。 本文最后部分在全面了解ESD保護(hù)技術(shù)的基礎(chǔ)上，給出了一種保護(hù)電路設(shè)計(jì)的方案，針對(duì)HDMI的接口各個(gè)引腳分別設(shè)計(jì)保護(hù)電路，通過(guò)計(jì)算機(jī)