原创 金工电磁
一 前言
HDMI,即高清多媒体接口,是一种全数字化视频和声音发送接口,支持同时发送音频和视频信号,具有非常广泛的应用,现在的多媒体显示器,包括电视,机顶盒,笔记本以及投影仪等都有HDMI接口。
HDMI采用的是差分传动技术TMDS,由三组TMDS通道和一组TMDS clock通道组成,传输数据的数值("0"或者"1")由两脚间电压正负极性和大小决定,如下图所示:

由于存在高频时钟信号,HDMI的辐射问题经常让人头秃。下面让小编通过一个案例分享如何有效解决HDMI时钟辐射问题。
二 案例背景
收到一个客户整改需求,产品是一个医疗设备,HDMI接口如下所示,主机HDMI输出接口再通过防水连接转接头,再接到外部的LCD显示屏!

三 整改过程与分析
超标的频点有148.5MHz、297MHz、445MHz、594MHz、742.5MHz、891MHz刚好都是148.5MHz频点的倍频,超标达到15dB,非常高。通过频谱仪的近场扫描也可以发现,在接口以及显示屏这边的HDMI信号走线处,有明显的148.5MHz频点及其倍频的时钟单支。
整改前测试数据如下:

** 整改措施** :
对于HDMI2.0辐射问题,一般从PCB布线阻抗控制改善,电路上有共模电感和电容,但共模电感效果有限,为什么呢,因为HDMI接口的辐射是因为其中有一对为差分时钟,对外的辐射为差模辐射,所以共模电感效果有限,同时HDMI2.0速率达到18GHZ,因此电容不能加太大5PF左右,因为目前超标太多,此手段降低效果有限。

我们注意到所用到的防水连接器长这样。但这个连接器里面拆开是这样的,金属外壳其实并不是一体的,这里会影响屏蔽效果。

通过转接头后就是HDMI线缆,线缆做为EMI辐射的天线,屏蔽是相当重要的,HDMI线缆性能的好坏,可以从这几块来看。

这里我们选用医疗HDMI双屏蔽铠装电缆(型号JGhdmi101) 这款线缆。再进行测试,测试结果如下图:

可以看到,742.5MHz频点基本没有了,降幅达到20dB。
四 总结
针对HDMI时钟辐射问题,好的layout是关键,后期整改主要起到查漏补缺的效果。本次案例中主要通过电缆进行改进的经验总结如下。
1、PCB走线阻抗要连续100欧姆差分阻抗,换层少于两次;
2、HDMI 差分线上共模电感对辐射抑制效果很有限,可以不加;
3、好的HDMI电缆(型号JGhdmi101)效果非常好可以降低20dB以上,减少单板和结构屏蔽上的成本投入;
4、HDMI电缆整个链路都要保持较好的屏蔽性能;
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