HDMI的布线对HDMI转换器最为重要

admin

HDMI已经迅速成为全世界消费电子产品的标准数字接口。从DTV到DVD，各种具有 HDMI接口的产品在世界各地随处可见，为最终消费者带来更加干净、清晰的数字体验。最新版的HDMI标准(v1.3a)可使DTV显示甚至比 HDTV标准还要清晰的影像。但在同一个显示上要连上那么多个不同的影音设备，不断的插拔HDMI线真的会有很大的不便，于是最近市面上出现多了很多HDMI转换器。

HDMI的结构(图1)是需要传送四对的差动信号，构成TMDS(Transition Minimized Differential Signaling，最小化传输差分信号)的数据信号与时钟信号。在最新的HDMI标准，TMDS时钟频率要求达到340MHz，所以在PCB线设计上要克服高频相互扰不是那么容易，这亦为何在市场上看到的HDMI的产品有良莠不齐的现象出现，特别是在HDMI转换器。 以一个普通的转换器为例，它们最少有4输入，1输出，那等同是5个HDMI接口的线要在一块板子上放。接口之间相互扰会更难把握。更何况在一些更大型的转换器(如： 8入1出，4入2出)，它们的布线设计就更需要有经验的工程师才可完成。

图1 HDMI结构图

HDMI的PCB(印制电路板)线要点主要是阻抗特性的控制，要点如下:
*每一对TMDS 线应该要达到50欧姆对电源层和接地层的阻抗特性，每2对TMDS线之间相亘阻抗特性应该要达到100欧姆。阻抗特性的不同会造成信号的失真, 影响传输的良率。
*3对TMDS数据信号线尽量减少过孔, 保持在同一个层面上如面层或者是底层(图2)。
*放置TMDS数据信号线的PCB层要保持在电源层或者是接地层上, 尽可能避免跨越任何其它的信号线或与电源线/接地线在同一层面上太接近(图3)。

图2 TMDS线要点


图3 HDMI 转换器操作方块图

另外，在转换器的芯片上，输出电流的驱动的能力亦可对设计有所帮助。如图3所用上的Intersil ISL54100，在最大的驱动电流下可以传送超过30米以上的距离，而时钟的重建亦可提升转换器的兼容性，这是因为不同的HDMI设备输出的信号强弱不一，信号弱的话就没法在电视上识别出来。所以输入时钟的重建可以大大改善产品的传输距离和兼容性。

结语

HDMI转换器的设计虽然看上去好象是很简单，没有多少电子器件，但是要做到兼容性高，符合现在高清影音格式标准的话, 那就需要对HDMI有很深的认识。不管是PCB的线，芯片的驱动能力，静电保护， 软件的设计等都是有规格要符合。特别是要考虑到HDMI认证的通过。这里每一样都有机会让你的测试造成失败。当然如本文标题说，HDMI的布线对HDMI转换器最为重要，不把HDMI线设计好，单是造PCB样机测试，已经可以把所有的时间掏空了。