HDMI設(shè)計(jì)指南:HDTV接收機(jī)應(yīng)用中高速PCB的成功設(shè)計(jì)
針對(duì)使用HDMI 多路復(fù)用中繼器的用戶,本文提供了如何通過精心設(shè)計(jì)印刷電路板 (PCB) 來實(shí)現(xiàn)器件全部性能最優(yōu)化的設(shè)計(jì)指導(dǎo)。我們將對(duì)高速 PCB 設(shè)計(jì)的一些主要方面的重要概念進(jìn)行解釋,并給出一些建議。本文涵蓋了層堆棧、差動(dòng)線跡、受控阻抗傳輸線、非連續(xù)性、布線指南、參考平面、過孔以及去耦電容器等內(nèi)容。
層堆棧
HDMI 多路復(fù)用中繼器的外引腳是專門針對(duì) HDTV 接收機(jī)電路中的設(shè)計(jì)(見圖 1)而量身定制的。封裝的每一側(cè)都提供了一個(gè) HDMI 端口,具有四個(gè)差動(dòng) TMDS 信號(hào)對(duì),從而實(shí)現(xiàn)三個(gè)輸入端口和一個(gè)輸出端口。剩余信號(hào)由電源軌、Vcc 和接地以及低速信號(hào)(例如:I2C 接口、熱插拔和多路復(fù)用選擇器引腳)組成。
圖 1 專門針對(duì) HDTV 接收機(jī)應(yīng)用的器件外引腳
完成一個(gè)低 EMI PCB 設(shè)計(jì)最少需要四層堆棧(見圖 2)。層堆棧應(yīng)按照下列順序(自上而下):TMDS 信號(hào)層,接線層,電源層和控制信號(hào)層。
圖 2 建議在一個(gè)接收機(jī) PCB 設(shè)計(jì)中使用 4 或 6 層堆棧。
- 在頂層上對(duì)高速 TMDS 線跡布線可以避免使用過孔(及其電感),并且允許從 HDMI 連接器至中繼器輸入以及從中繼器輸出至后續(xù)接收機(jī)電路的干凈互聯(lián) (clean interconnect)。
- 在高速信號(hào)層的下面放置一個(gè)堅(jiān)實(shí)的接地層,這樣就可以為傳輸線路互聯(lián)建立一個(gè)受控阻抗,并為返回電流提供一個(gè)優(yōu)異的低電感通路。
- 在緊挨接地層的下方放置電源層可以創(chuàng)建額外的高頻旁路電容。
- 在底層布線低速控制信號(hào)可實(shí)現(xiàn)更大的靈活性,因?yàn)檫@些信號(hào)鏈通常擁有允許非連續(xù)性(如過孔)的裕度。
如果需要一個(gè)額外電源電壓層或信號(hào)層,那么就應(yīng)添加一個(gè)二級(jí)電源層/接地層系統(tǒng)至該堆棧,以使其保持對(duì)稱。這樣就可以使堆棧保持機(jī)械穩(wěn)定,并防止其變形。每個(gè)電源系統(tǒng)的電源層和接地層均可以被緊密地放置在一起,從而大大增加高頻旁路電容。
差動(dòng)線跡
HDMI 使用轉(zhuǎn)換最小化差分信令 (TMDS),用于傳輸高速串行數(shù)據(jù)。差分信令為單端信令帶來了極大的好處。
評(píng)論