新手必看!关于HDMI接口的PCB设计要点都在这里

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新手必看!关于HDMI接口的PCB设计要点都在这里

上期回顾:关于USB接口设计的一切都在这里了

应学员要求,我们第二期针对HDMI高清接口设计的干货马上出炉!

一、定义

HDMI的全称是“High Definition Multimedia”,即:高清多媒体接口。HDMI在引脚上和DVI兼容,只是采用了不同的封装。与DVI相比。HDMI可以传输数字音频信号,并增加了对HDCP的支持,同时提供了更好的DDC可选功能。HDMI 最远可传输15米,足以应付一个1080p的视频和一个8声道的音频信号。HDM1支持EDID、DDC2B,因此HDMI的设备具有“即插即用”的特点,信号源和显示设备之间会自动进行“协商”,自动选择最合适的视频倍频格式。一对时钟差分,三对数据传输差分。

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二、走线设计要求

尽可能使HDMI连接器和器件之间的电气长度保持最短,从而使衰减最小化。为了使差分信号正常传输,一个差分对的两走线间距必须在整个走线轨迹上上保持一致。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。推荐线宽间距比为1:1<W:S<1:2。因为不同电气长度的走线会引起信号之间的相移,也会导致严重EMI,理想情况下,四对差分走线走线长度应该相等,保证信号传输的时序匹配。下图显示了相等及不同长度走线的逻辑状态。

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四队差分走线对内误差最好做到5mil范围之内,对与对的差分误差最好控制在10mil范围之内。同时,对与对之间的间距要求做到15mil,空间准许的情况下尽量拉开,减小串扰。等长修正方式:

1)在差分走线终点不匹配的地方进行绕线。

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2)差分等长绕线Gap宽度满足4W,A的长度为线宽的3倍。

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3)邻近GND层走线,空间足够的情况下进行包地处理。包地线离差分线间距满足差分线宽的3倍(中心到中心),铺铜离差分线20mil。

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信号换层的过孔附近放置一些接地的过孔,以便为信号提供最近的回路。

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三、阻抗设计要求

差分阻抗控制为100欧姆(+/-10%),单端走线控制50欧姆。

pcb设计的目的在于尽可能将非连续性阻抗最小化,从而消除反射并保持信号完整。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(具体可见等长修正方式)。

可能发生非连续性的位置为:

1)HDMI连接器焊盘同信号线迹相遇处;

2)信号线迹碰到过孔、电阻器组件盘或IC引脚处;

3)信号对被分离以围绕一个物体布线的地方;

信号线的匹配电阻起防ESD作用和微调阻抗用途,通常靠近插座放置,但是两个电阻必须是并排放置,不要一前一后。

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使用坚实的电源层和接地层来实现100Ω阻抗控制,以及电源噪声最小化。即差分走线下面应该是完整的参考平面,尽量避免跨分割的情况出现。

尽可能使用尺寸最小的信号线过孔和HDMI连接器焊盘,因为其对100差动阻抗产生的影响较小。较大的过孔和焊盘可能会导致阻抗下降。推荐使用过孔8mil/16mil,或者8mil/18mil。

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本文转载自:凡亿PCB
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