1、阻抗对HDMI辐射发射的影响深入分析

 

信号从SOURCE端传输到SINK端，两者之间是通过HDMI Cable电缆互联，信号传输过程中源端阻抗、Cable线缆阻抗、SINK端阻抗之间完全匹配，信号无损耗的由源端传输到SINK端。而实际上由于源端阻抗、Cable线阻抗、SINK端阻抗不可能完全做到阻抗匹配，主要原因是连接器处阻抗突变、Cable线材阻抗的控制、PCB布线阻抗的控制、器件本身的阻抗设计。

 

在HDMI规范中明确给出了阻抗的设计要求即100±15%，以此来保证信号传输的质量。从EMC的角度来说，阻抗突变与不匹配就会产生反射，导致信号出现过冲、振铃，驻波，而导致高次谐波辐射。

 

 

2、阻抗与HDMI辐射发射之间的关系

 

特征阻抗满足100±15Ω标准要求，并不意味着HDMI辐射测试就能够顺利通过；相比于特性阻抗，瞬时阻抗对HDMI辐射测试结果影响更大。即在满足100±15Ω阻抗标准限值的情况下， 瞬时阻抗更加平坦（阻抗变化范围越小越好）则意味着信号感受到的瞬时阻抗变化越小，对外辐射也相应的最小。

 

阻抗匹配是HDMI辐射通过的最基本的条件，即必要条件，却是非充分条件。阻抗失配对HDMI辐射测试结果肯定有影响。抛开源端阻抗、Cable线缆阻抗不谈，我们重点谈一谈SINK端阻抗。

 

3、影响阻抗的实际因素

 

前面我们谈到影响阻抗的因素是：线宽线距、铜厚、介质与介质厚度、与参考平面的间距、元件的焊盘引脚宽度与厚度等。在阻抗设计过程中需要对以上因素进行严格控制，并对生产制造工艺进行控制，方可以做出阻抗精确的PCB布线。

 

4、阻抗设计管控原则

 

影响阻抗的因素众多，如何管控阻抗设计，成为EMC工程师的必修课之一。

 

前面我们谈到元件的焊盘或者引脚宽度与厚度是影响阻抗的因素之一，从而说明在HDMI信号链路中应尽量使用最少的元件，严格控制阻抗突变点，使阻抗测试曲线趋于平坦。

 

另外互接接口的连接器引脚处、BGA芯片的引脚焊盘、ESD保护器件的焊盘处由于器件标准化设计的原因，可以通过PCB设计进行相应的阻抗优化设计。

 

差分信号的线宽线距、铜厚、介质与介质厚度在PCB设计过程中需要进行严格的管控，同时在PCB生产制造工艺中也需要进行测量管控。

 

多层板设计中，跨分隔不仅影响信号的回流路径，同样影响信号的阻抗，参考地平面的完整性PCB设计时应给予重点管控。

 

做好以上阻抗设计管控是否就意味着没有问题了呢？其实不然，由于芯片设计问题、HDMI端子设计问题，通常其连接处阻抗都会偏低，这时就需要增加电阻做串联匹配。

 

对于HDMI设备之间互连，大部分采用HDMI线缆连接的方式，HDMI线缆本身阻抗设计控制，也是影响阻抗匹配的最重要因素之一。

 

由于实际上HDMI线缆生产制做厂商的参次不齐，HDMI线缆成为制约辐射测试通过的因素。

 

部分HDMI设备之间采用FFC线材互连，FFC线材的阻抗控制在业界相对成熟，主要注意折线对阻抗突变的影响就可以了。

来源：Internet

关键词： HDMI辐射发射