HDMI設計指南:HDTV接收機應用中高速PCB的成功設計
針對使用HDMI 多路復用中繼器的用戶,本文提供了如何通過精心設計印刷電路板 (PCB) 來實現器件全部性能最優化的設計指導。我們將對高速 PCB 設計的一些主要方面的重要概念進行解釋,并給出一些建議。本文涵蓋了層堆棧、差動線跡、受控阻抗傳輸線、非連續性、布線指南、參考平面、過孔以及去耦電容器等內容。
層堆棧
HDMI 多路復用中繼器的外引腳是專門針對 HDTV 接收機電路中的設計(見圖 1)而量身定制的。封裝的每一側都提供了一個 HDMI 端口,具有四個差動 TMDS 信號對,從而實現三個輸入端口和一個輸出端口。剩余信號由電源軌、Vcc 和接地以及低速信號(例如:I2C 接口、熱插拔和多路復用選擇器引腳)組成。
完成一個低 EMI PCB 設計最少需要四層堆棧(見圖 2)。層堆棧應按照下列順序(自上而下):TMDS 信號層,接線層,電源層和控制信號層。
圖 2 建議在一個接收機 PCB 設計中使用 4 或 6 層堆棧。
- 在頂層上對高速 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接收機電路的干凈互聯 (clean interconnect)。
- 在高速信號層的下面放置一個堅實的接地層,這樣就可以為傳輸線路互聯建立一個受控阻抗,并為返回電流提供一個優異的低電感通路。
- 在緊挨接地層的下方放置電源層可以創建額外的高頻旁路電容。
- 在底層布線低速控制信號可實現更大的靈活性,因為這些信號鏈通常擁有允許非連續性(如過孔)的裕度。
如果需要一個額外電源電壓層或信號層,那么就應添加一個二級電源層/接地層系統至該堆棧,以使其保持對稱。這樣就可以使堆棧保持機械穩定,并防止其變形。每個電源系統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。
差動線跡
HDMI 使用轉換最小化差分信令 (TMDS),用于傳輸高速串行數據。差分信令為單端信令帶來了極大的好處。

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