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一文讀懂高清多媒體接口(High)及其需注意的DFM問題

小米 ? 來源:jf_32813774 ? 作者:jf_32813774 ? 2023-06-09 11:14 ? 次閱讀

高清多媒體接口(High Definition Multimedia Interface)簡稱HDMI,是一種全數(shù)字化視頻和聲音發(fā)送接口,可以 同時發(fā)送未壓縮的視頻及音頻信號 ,且發(fā)送時采用同一條線材,大大簡化了系統(tǒng)線路的安裝難度,所以應(yīng)用非常廣泛,比如常用于電視機、機頂盒、DVD播放機、個人計算機、游戲主機、數(shù)字音響等設(shè)備。

HDMI接口的常見類型

HDMI連接器件最高數(shù)據(jù)傳輸速度為48Gbit/s,無需在信號傳送前進行D/A或者A/D轉(zhuǎn)換。大家可以了解下常見的五種接口類型。

01

HDMI A Type

HDMI A Type是使用最廣泛的一種,采用19pin,寬度和厚度分別為13.9毫米、4.45毫米,它類似于DVI Single-Link傳輸,在我們?nèi)粘I钪惺褂玫慕^大部分 影音設(shè)備都有這個接口 。

圖片

02

HDMI B Type

此類型的HDMI比較少見,它主要用于專業(yè)級的場合,采用29pin,寬度有21毫米,在傳輸速率上,HDMI B Type具備有 兩倍的HDMI A type數(shù)據(jù)傳輸能力 ,相當于DVI Dual-Link。

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03

HDMI C Type

HDMI C Type一般我們稱為Mini HDMI,它主要為小型設(shè)備設(shè)計,同樣采用19pin,但寬度只有10.42毫米,厚度有2.4毫米,比較小巧,它主要 應(yīng)用在便攜式設(shè)備上 。

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04

HDMI D Type

HDMI D Type俗稱Micro HDMI,它基于Mini HDMI的基礎(chǔ)進一步縮小,同樣采用19pin,寬度只有6.4毫米,厚度2.8毫米, 類似于Mini USB接口 。

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05

HDMI E Type

HDMI E Type主要用于 車載娛樂系統(tǒng)的音視頻傳輸 ,由于車內(nèi)環(huán)境的不穩(wěn)定性,HDMI E Type在設(shè)計上具備抗震性、防潮、耐高強度、溫差承受范圍大等特性。

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這幾種HDMI接口之間 并沒有做到完全的兼容 ,也就是說A型頭不能通過轉(zhuǎn)接設(shè)備連接到B型頭,B型頭又不能轉(zhuǎn)接成C型頭,不過由于A型頭和C型頭僅僅是物理尺寸不一樣,他們之間是可以通過轉(zhuǎn)換設(shè)備實現(xiàn)兼容的。

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HDMI接口的引腳定義

以HDMI A Type為例 ↓ ↓ ↓

圖片

當信源設(shè)備和接收設(shè)備通過HDMI線連接后,會首先接通1-17、19管腳,最后再連接第18管腳。

當接收設(shè)備第18管腳被連通,并接收到+5V電壓時,會把第19管腳的HPD信號變?yōu)楦唠婎l,通知源端可以 開始接收帶有接收端設(shè)備各種信息的E-EDID數(shù)據(jù) (增強型擴展顯示識別數(shù)據(jù)),此時源端則可以開始通過DDC(顯示數(shù)據(jù)通道)接收E-EDID信息。

至此,源端和接收端之間的初始化完畢,并在二者之間建立了一條數(shù)據(jù)通道。在此通道建立以后,設(shè)備是否能夠自動跳轉(zhuǎn)到HDMI發(fā)送/接收狀態(tài),則需要 由設(shè)備本身的軟件來進行控制

圖片

HDMI接口的PCB設(shè)計

HDMI座子盡可能達到與芯片之間 距離最短 ,從而使 衰減達到最小化 。為了使差分信號正常傳輸,不同電氣長度的走線會引起信號之間的相移,也會導致嚴重EMI問題,理想情況下,四對差分走線長度應(yīng)該相等。

01

ESD保護器件一定要靠近HDMI的座子放置,且采用小封裝的上拉電阻和ESD保護器件,小的焊盤的封裝在阻抗上具有更小損耗。

02

信號線的匹配電阻,起防ESD作用和微調(diào)阻抗用途,通??拷遄胖?,兩個電阻須并排放置。

03

差分線的阻抗標準是100歐(+/-10%),四對差分線之間的誤差為10mil,對內(nèi)差分線的誤差為5mil,四對差分線的間距要保證在15mil以上。

04

鄰近GND層走線,換層打孔處需添加回流地過孔,過孔就近打孔原則,使ESD保護器件、過孔和上拉電阻之間的Stub盡可能的短。

圖片

HDMI接口PCB設(shè)計的可制造性檢查

1

阻抗線

在制造過程中阻抗線的公差是+/-10%,普通走線一般是+/-20%,阻抗線要求更加精確,因此阻抗線設(shè)計最好大于普通線最小的制成能力。

2

阻焊開窗

HDIM有貼片引腳,也有插件引腳,檢查HDMI器件要注意的是引腳不能漏開窗,再則就是貼片引腳的阻焊橋,開窗的阻焊橋需大于4mil,否則不同網(wǎng)絡(luò)的引腳容易連錫短路。

3

引腳槽孔

HDMI的插件引腳孔一定要注意,引腳槽孔經(jīng)常會出現(xiàn)漏引腳孔的問題發(fā)生,漏引腳孔一般都是在轉(zhuǎn)生產(chǎn)文件時,引腳槽孔在另外一層導致漏轉(zhuǎn)引腳槽孔,造成缺引腳孔無法插件。

圖片

華秋DFM軟件 ,是一款可制造性檢查的工藝軟件,對于HDMI連接器的PCB可制造性,其 一鍵DFM分析功能 ,可以快速檢查最小的線寬、線距,焊盤的大小,阻焊橋以及是否漏引腳孔等工藝項,可以提前預(yù)防HDMI連接器的PCB是否存在 可制造性問題及設(shè)計隱患等風險

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