HDMI高清晰多媒體視頻傳輸系統的抗干擾設計

李志平

【摘要】高清晰度多媒體接口（High Definition Multimedia Interface，簡稱HDMI），是一種全數字化影像和聲音傳送接口，可以傳送無壓縮的音頻和視頻信號。HDMI可以在機頂盒，DVD播放機，個人計算機，游戲機，數字音頻和電視中廣泛得到使用。HDMI可以同時傳輸音頻和視頻信號，由于音頻和視頻信號采用同一電纜，極大的簡化了系統的安裝程序上，從而深受廣大民眾的喜愛，目前最高的HDMI版本為HDMI2.0，它的基準頻率高達340MHZ，最高傳輸速率達18Gbps，最高支持4096X2160，比傳統模擬電視清晰度高好幾倍，迅速得到市場的認可。

【關鍵詞】 HDMI 高清晰多媒體 抗干擾設計

一、抗干擾設計的必要性

然而在電子產品設計中，設計者們很容易忽視在沒計中融入抗干擾技術，這是因為人們常常把主要注意力都集中在實現產品的功能設計方面，從而忽視了電子產品內部或電子產品之間還可能會出現互相的電磁干擾問題.尤其是在高頻電子系統的設計，一旦忽視該抗電磁干擾，系統會出現電子設備由于電磁干擾，并最終不得不重新設計。現代的電子工程師及線路的設計者.除了要確認設計的電路，能工作在理想的實驗環境之外，還要讓電路能工作在有電磁干擾或有噪聲的現實環境中。一個好的電路設計，電路在工作中不會被外來的噪聲所干擾，而且本身也不會成為干擾源。從設計者的角度看，高清晰度多媒體接口的抗干擾設計與具體電路有著密切的關系。

二、抗干擾設計

本課題解決的抗干擾設計分兩方面進行，一是通過PCB板抗干擾設計從源頭上得以解決，二是通過對產品結構的抗干擾設計，從而徹底解決EMC的電磁干擾。

2.1 PCB板的抗干擾設計

PCB板的布線好壞對EMC的干擾有很大的影響，因為HDMI的傳輸速率高，最高可達18Ghps，某一電路稍有一點干擾就會影響到整個電路的EMC數據，因此，在設計電路板同時，應注意如下幾點：a.每對高速數據通道走線應該最短，由于HDMI信號的高頻特性，易發生電磁干擾問題，所以要盡可能減少其走線長度，而且不能高于3cm；b.四路TMDS通道走線長度應該保持相等長，還應確保兩對差分線之間的距離大于20mil，四路TMDS高頻信號線同其它的線路之間的距離不能超過20mil；c.差分線的阻抗控制很重要，差分阻抗控制在100歐±5歐，差分線對地阻抗控制在50歐±5歐。

2.2 結構的抗干擾設計

本課題的抗干擾設計除了設計良好的PCB板外，最重要解決的技術問題是提供一種簡單，制造成本低、屏蔽性好、抗干擾能力強的HDMI切換器。

本課題的HDMI切換器，包括PCB電路板、上金屬屏蔽罩和下金屬屏蔽罩、上外殼、下外殼以及HDMl連接線纜，HDMI連接線纜與PCB電路板相連接，PCB電路板位于上外殼和下外殼組成的空間內，為了使HDMI切換器在EMC輻射測試方面達到歐盟的FN55022標準，傳統的做法一般是在上外殼和下外殼上進行電鍍，這種做法不僅工藝復雜，而且制造成本也較高，而本文的創新之處是在PCB電路板外還設置有金屬屏蔽罩，金屬屏蔽罩分為上金屬屏蔽罩和下金屬屏蔽罩，上金屬屏蔽罩和下金屬屏蔽罩扣合后形成有屏蔽空間，PCB電路板安裝在屏蔽空間內，上金屬屏蔽罩和下金屬屏蔽罩扣合務必保證不留任何縫隙，留縫隙會影響屏蔽性能，這樣金屬屏蔽罩對整個PCB電路板進行包圍，包括輸入和輸出，整個PCB電路板及器件都裝在一個專用金屬屏蔽罩內，使得抗干擾能力和屏蔽能力都更強。

為了方便與HDMI連接線纜連接，金屬屏蔽罩的尾端設置有夾緊口，HDMI連接線纜通過夾緊口穿進金屬屏蔽罩內并與PCB電路板相連接，上金屬屏蔽罩和下金屬屏蔽罩扣合后夾緊HDMI連接線纜，這樣沒有間隙，增強了屏蔽性能。組裝時，先把PCB電路板放入上金屬屏蔽罩和卜.會屬屏蔽罩所組成的屏蔽空間內，金屬屏蔽罩的尾端夾夾緊HDMI連接線纜，然后再在外部裝配上外殼和下外殼，再通過螺絲鎖定即可。

以下為測試結果，能夠順利在EMC輻射測試方面達到歐盟的EN55022標準。

三、結束語

如今現代社會，是信息技術高度發達的社會，信息社會的發展是和各種樣品的電子產品技術開發、軟件的研發密不可分的。隨著科學技術的進步，電子產品及其相關電子器件軟硬件設計也是日新月異。依據權威的市場調研公司的統計，目前世界絕大部分消費電子廠商和PC產品供應商運用了HDMI。高清晰度多媒體正在世界范圍內飛快開展。在電視總量占世界1/3的中國，已經有了上千家企業成為HDMI的合作同伴，并且這個數字正在迅速地增長。可以想象一款擁有更高性能、更優秀的抗干擾能力HDMI必將在未來激烈的市場競爭中拔得頭籌！