基于HDMI接口的ESD保護設(shè)計與實現(xiàn).pdf

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

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

3、了說明，比較了幾種常見保護元件，分析了它們之間各自的優(yōu)勢，并選定了適合HDMI接口使用的TVS元件。保護高速接口的傳統(tǒng)方法常采用控向二極管和聚合體器件，但這類保護器件對HDMI保護并不是最理想的。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，但啟動電壓并不可靠，通常高于1kV。這就意味著受保護的IC在聚合體器件對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、)二極管作為保護設(shè)備。 本文接著詳細闡述了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TVS二極管參數(shù)模型。對于高速數(shù)據(jù)信號傳輸電路來說，瞬態(tài)電壓抑制二極管的每一個參數(shù)都有可能對信號傳輸質(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)來匹配保護電路和信號傳輸線路。 本文最后部分在全面了解ESD保護技術(shù)的基礎(chǔ)上，給出了一種保護電路設(shè)計的方案，針對HDMI的接口各個引腳分別設(shè)計保護電路，通過計算機