一 定義
HDMI的全稱是“ High Definition Multimedia ”,即:高清多媒體接口。HDMI 在引腳上和 DVI 兼容,只是采用了不同的封裝。與 DVI 相比。HDMI 可以傳輸數字音頻信號,并增加了對 HDCP 的支持,同時提供了更好的 DDC 可選功能。HDMI 最遠可傳輸 15 米,足以應付一個 1080p 的視頻和一個 8 聲道的音頻信號。HDM1 支持 EDID 、DDC2B ,因此 HDMI 的設備具有“即插即用”的特點,信號源和顯示設備之間會自動進行“協商”,自動選擇最合適的視頻倍頻格式。一對時鐘差分,三對數據傳輸差分。
二 走線設計要求
盡可能使HDMI連接器和器件之間的電氣長度保持最短,從而使衰減最小化。為了使差分信號正常傳輸,一個差分對的兩走線間距必須在整個走線軌跡上上保持一致。否則,間距變化就會引起磁場耦合不平衡,從而降低磁場消除的效果,造成EMI增加。推薦線寬間距比為1:1
四隊差分走線對內誤差最好做到 5mil 范圍之內,對與對的差分誤差最好控制在 10mil 范圍之內。同時,對與對之間的間距要求做到 15mil,空間準許的情況下盡量拉開,減小串擾。等長修正方式:
1)在差分走線終點不匹配的地方進行繞線。
2) 差分等長繞線 Gap 寬度滿足 4W,A 的長度為線寬的 3 倍。
3) 鄰近 GND 層走線,空間足夠的情況下進行包地處理。包地線離差分線間距滿足差分線寬的 3 倍(中心到中心),鋪銅離差分線 20mil。
信號換層的過孔附近放置一些接地的過孔,以便為信號提供最近的回路。
三 阻抗設計要求
差分阻抗控制為 100 歐姆(+/-10%),單端走線控制 50 歐姆。
pcb設計的目的在于盡可能將非連續性阻抗最小化,從而消除反射并保持信號完整。剩下的不可避免的非連續性應集中在一起,也就是說將這一區域的面積應保持較小,并盡可能的緊密放置。這一想法就是將各個反射點集中在某個區域, 而不是將其分布在整個信號路徑里(具體可見等長修正方式)。
可能發生非連續性的位置為:
1) HDMI連接器焊盤同信號線跡相遇處;
3) 信號對被分離以圍繞一個物體布線的地方;
信號線的匹配電阻起防 ESD 作用和微調阻抗用途,通常靠近插座放置,但是兩個電阻必須是并排放置,不要一前一后。
使用堅實的電源層和接地層來實現 100Ω 阻抗控制,以及電源噪聲最小化。即差分走線下面應該是完整的參考平面,盡量避免跨分割的情況出現。
盡可能使用尺寸最小的信號線過孔和HDMI連接器焊盤,因為其對 100 差動阻抗產生的影響較小。較大的過孔和焊盤可能會導致阻抗下降。推薦使用過孔8mil/16mil,或者8mil/18mil。
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原文標題:新手必看!關于HDMI接口的PCB設計要點都在這里
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