HDMI接口的电磁兼容设计

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HDMI接口介绍

HDMI(High-DefinitionMultimedia Interface)又被称为高清多媒体接口，是首个支持在单线缆上传输，不经过压缩的全数字高清晰度，多声道音频和智能格式与控制命令数据的数字接口。

HDMI主要以TMDS（Transition Minimized Differential Signaling）为传输威廉希尔官方网站核心，也称为最小化传输差分信号，共四组差分信号线，CLK信号也由差分线传输。

HDMI高的音视频带宽，足以应付一个足以应付一个1080p的视频和一个8声道的音频信号，而且还有很大余量。而且其体积小，支持热插拔，传输线缆可以做到更长（HDMI为15m，DVI为8m）, 只要一条HDMI线缆，就可以取代最多13条模拟传输线，能有效解决家庭娱乐系统背后连线杂乱问题，如此多的优点，让这一接口规范很快流行开来。

EMC设计要求

HDMI接口的超高传输速率，接口体积小，对EMC设计要求非常高，HDMI接口EMC设计不合理可能会影响的EMC项目如下表：

电源口测试项目	项目介绍	基本试验等级	电路影响的EMC项目	备注
RE（辐射发射）	沿通讯线的辐射骚扰	CISPR 22 CLASS B	影响	各种应用环境都需要考虑
ESD（静电放电）	通讯口的防静电能力	接触+/-4kV 空气放电 +/-8kV	影响	各种环境应用都需要考虑
RS（辐射抗扰度）		3V/m	影响
EFT（快速瞬变脉冲群）	通讯口的脉冲群抗干扰能力	+/- 1000V	影响	走线较长，以及附近干扰源较多的环境需要考虑

HDMI接口原理设计

典型的HDMI EMC设计电路（图1）

图1

图1所使用元器件参数如下：

1、L1~L4建议使用专业HDMI共模电感，建议值为90R(100M),因为普通普通共模电感寄生电容太大，会导致TMDS差分阻抗匹配测试失败。

2、D1~D8为ESD防护器件也要求低电容效应，这样才能保证信号传输质量不受影响。

3、L5要求建议使用600R（100M）, 同时要注意规范要求在HDMI Tx 的测试中会接一个吸取55mA电流的负载，然后测试输出电压，要求电压在4.8V和5.3V之间。如果串接了一个10欧姆的电阻，结果造成输出电压为，5－10x0.055 = 4.45V< 4.8V，此项测试失败。C1，C2为电源滤波电容，C2也可起到稳定HDMI电压作用。

HDMI接口PCB设计

1、在图中元器件布局要紧凑，元器件位置要按照信号流向进行布局，遵循先防护后滤波的原则，ESD防护器件靠近connect，其次为共模电感；

2、每组差分信号走线要保证平行等长走线，周围用地线包地，并打过孔到下层地；尽量避免换层，不同层的阻抗和过孔等差别会降低差模传输效果而引入共模噪声；避免导致阻值不连续性的90度走线，可用圆弧或135度折线来代替。

3、在进行PCB铺铜设计时，注意防护器件以及共模电感正下方掏空处理；

HDMI接口电缆及结构设计要求

HDMI接口由19根线组成：四对差分线、三根控制线、一根热插拔侦查线、5根地线。在组线时注意以下几个问题；

A、建议差分线采用屏蔽双绞线传输，每对差分线与一根地线构成一组，用铝箔包裹芯线。

B、按下图方式组线，外层再用金属箔和编织网屏蔽；

C、屏蔽网与金属箔的接地；

屏蔽网和金属箔都要求两端接地，与连接器形成360搭接；

D、机壳为金属时，HDMI接口要与金属外壳搭接良好。

HDMI由于其高速传输特性，可能需要两端加磁环，绕线至少1.5圈，也能有效降低辐射能量。