基于HDMI接口的ESD保護(hù)解決方案

基于HDMI接口的ESD保護(hù)解決方案

　　高清多媒體接口(HDMI)將音頻和視頻信號整合在單一的數(shù)字接口中，可用于藍(lán)光播放器、DVD播放器、PVR、數(shù)字電視(DTV)、機(jī)頂盒、游戲機(jī)和其他音視頻設(shè)備。HDMI采用單根電纜和接口取代傳統(tǒng)的多電纜多接口，支持無壓縮數(shù)字視頻、多路音頻信號，以及視頻源和液晶電視等接收器之間的數(shù)據(jù)通信。HDMI支持標(biāo)準(zhǔn)/增強(qiáng)/高清視頻信號、標(biāo)準(zhǔn)或多路環(huán)繞音頻、版權(quán)保護(hù)(HDCP)，并確保HDMI信號源設(shè)備使用液晶電視等HDMI終端設(shè)備支持的音頻/視頻格式。

　　HDMI接收器和發(fā)射器的IC芯片全部采用深亞微米工藝制造。亞微米CMOS制程十分敏感，通常設(shè)有ESD保護(hù)限制(最高2kV)，必須符合人體放電模式(HBM)標(biāo)準(zhǔn)。滿足這項標(biāo)準(zhǔn)僅可在受到妥善保護(hù)的生產(chǎn)和裝配流程中提供ESD保護(hù)。

　　LCD電視和機(jī)頂盒(STB)等終端應(yīng)用極易受到ESD沖擊，特別是HDMI等熱插拔接口。熱插拔接口允許用戶在程序運(yùn)行期間插拔連接線。另外，大多數(shù)生產(chǎn)商都在爭取獲得某些消費(fèi)電子產(chǎn)品證書(如CE認(rèn)證)，根據(jù)IEC61000-4-2標(biāo)準(zhǔn)，認(rèn)證產(chǎn)品必須具備極高的ESD保護(hù)性能。這一領(lǐng)域的ESD放電可能遠(yuǎn)比HBM標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的放電情況嚴(yán)重。考慮上述原因，生產(chǎn)商強(qiáng)烈建議為外部端口增加額外的ESD保護(hù)電路。

　　目前，恩智浦半導(dǎo)體(NXP Semiconductor)開發(fā)了多種DVI/HDMI接口IC芯片，不僅確實能夠提供出色的ESD保護(hù)，而且增加了DDC信號電平轉(zhuǎn)換和反向驅(qū)動保護(hù)功能。這些IC是GHz級DVI/HDMI高速數(shù)據(jù)端口不可或缺的組成部分。為實現(xiàn)簡化布線，優(yōu)化布局，最大程度地減小面積，并同時達(dá)到最高ESD防護(hù)等級，恩智浦提供集成度更高的解決方案，例如IP477x系列。

　　HDMI系列解決方案既有等簡單的ESD保護(hù)器件，也有IP4778CZ38這樣高度集成的接口調(diào)節(jié)解決方案，又或者IP4779CZ64等HDMI開關(guān)。、IP4778CZ38和IP4779CZ64解決方案均具有獨一無二的競爭優(yōu)勢，例如帶DDC斜率加速器的DDC緩沖技術(shù)，以及確保用戶能夠驅(qū)動長DDC數(shù)據(jù)線的EMI去耦技術(shù)。

　　這些產(chǎn)品可應(yīng)用在各種具有HDMI接口的設(shè)備中，包括平板電視、機(jī)頂盒、臺式電腦、筆記本電腦、顯卡、加密狗、適配器、擴(kuò)展塢。它們的主要優(yōu)點是：操作簡單的板級ESD保護(hù)；符合HDMI標(biāo)準(zhǔn)的低電容ESD保護(hù)二極管；可電平轉(zhuǎn)換和斜率加速以驅(qū)動長電纜；符合HDMI接口面積的封裝規(guī)格。

　　下表列出了恩智浦的主要HDMI接口調(diào)節(jié)和ESD保護(hù)設(shè)備的重要功能。

　　IP4777/78CZ38高端解決集成了DVI/HDMI接口ESD保護(hù)、DDC緩沖、熱插拔控制、多路復(fù)用選項和反向驅(qū)動保護(hù)?？捎糜诟鞣NHDMI源設(shè)備、計算機(jī)和消費(fèi)電子產(chǎn)品，例如藍(lán)光播放器、PVR、DVD錄放機(jī)、筆記本電腦、主板顯卡和端口、機(jī)頂盒和游戲機(jī)。IP4778CZ38可用于多種終端設(shè)備、計算機(jī)和消費(fèi)類電子產(chǎn)品，例如電視、藍(lán)光播放器、PVR和DVD刻錄機(jī)。

　　IP4777/78CZ38主要功能如下：

　　.符合無鉛和RoHS標(biāo)準(zhǔn)，“深綠”標(biāo)志。

　　.可實現(xiàn)內(nèi)部電容負(fù)載去耦，從而在符合HDMI1.3標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定之50pF的最大負(fù)載的情況下，提高DDC線路的設(shè)計靈活性。

　　.強(qiáng)大的ESD保護(hù)，即使經(jīng)受多次靜電放電沖擊仍能保持穩(wěn)定性能。

　　.低漏電，可耐受數(shù)百次靜電放電沖擊。

　　.超高二極管切換速度(ns級)、0.7pF低接地線性電容和0.05pF差動電容保證信號完整。

　　.系統(tǒng)和HDMI接口之間的DDC電容去耦。

　　.高電容負(fù)載(>700pF)驅(qū)動電纜緩沖。

　　.熱插拔檢測模塊。

　　.斜率限制器降低CEC激振保護(hù)。

　　.TMDS線路均采用集成式軌到軌箝位二極管，滿足IEC61000-4-2第4級標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的±8kV下游ESD保護(hù)要求。

　　.通用0.5mm線距。

　　.面積小、集成度高的PCB級38針優(yōu)化RF布線。

　　.38針TSSOP無鉛封裝。

　　下面兩個圖分別給出了HDMI源設(shè)備的高集成度解決方案和HDMI終端設(shè)備的高集成度解決方案的電路示意圖。（恩智浦半導(dǎo)體公司）