Tartalomjegyzék
PCB HDMI csatlakozók (Standard, Mini, Micro, mint a dugaszoló csatlakozók) különböző eszközökhöz megfelelőek. A HDMI hozzáadásakor a nyomtatott áramkörhöz figyelembe kell venni a következőket csatlakozótípus, szerelés és átjárhatóság más interfészekkel (például USB Type-C HDMI-re). Ez az útmutató a elepcb a HDMI-csatlakozók számos lehetőségét és a PCB-kben való felhasználásukat tartalmazza. tervezés.
Mi az a HDMI?
A HDMI meghatározása
A HDMI jelentése Nagyfelbontású multimédia interfész, és ez egy digitális értelemben vett interfész-szabvány, amely széles körben elterjedt a következő eszközök szállítása során videó és hang.
HDMI csatlakozókábelek
A a csatlakozók kiosztása HDMI interfész szintén konkrétan meghatározásra kerültek. Például a HDMI 2.1a specifikáció pinout ábrája minden egyes pin funkcióját kijelöli, és így tovább. Mint a TMDS Clock Pair pin esetében, ahol Pin10 pozitív (P) és Pin12 negatív (N), amely fontos funkciót tölt be az órajel-szabályozás azonosításában.
Ezenkívül a CEC funkció pin Pin13 néven is említik, és a CEC funkcióval lehetővé válik az eszközök közötti vezérlés, azaz egyetlen távirányító működtetése több eszköz vezérlésére egy HDMI-kapcsolatban.
HDMI elektromos jellemzők
Minden egyes csatlakozóra van néhány elektromos specifikáció, pl. jelszint, impedancia stb. Az alábbi táblázatban minden egyes HDMI elektromos specifikáció minden egyes tűre vonatkozóan megtalálható.
| PIN NUM | MŰSZAKI ADATOK |
| 1 | TMDS adatok2+ |
| 2 | TMDS Data2 pajzs |
| 3 | TMDS Data2- |
| 4 | TMDS adatok1+ |
| 5 | TMDS adat1 Pajzs |
| 6 | TMDS Data1- |
| 7 | TMDS Data0+ |
| 8 | TMDS Data0 pajzs |
| 9 | TMDS Data0- |
| 10 | TMDS Clock+ |
| 11 | TMDS óra pajzs |
| 12 | TMDS Clock- |
| 13 | CEC (fogyasztói elektronikai vezérlés) |
| 14 | Fenntartott |
| 15 | DDC CLOCK |
| 16 | DDC ADATOK |
| 17 | FÖLD |
| 18 | 5VDC |
| 19 | FORRÓ DUGÓ ÉRZÉKELÉSE |
Megőrizni jelintegritás, egy olyan állapot, mint például a differenciális impedancia 100 ohm szükséges az adás közben. Elektromos specifikációk nélkül, különösen a HDMI-jelek nagy távolságokon történő továbbítása során, a jel romlása és torzítása a felmerülő problémák közé tartozik, ami rontja a hang- és képminőséget.
HDMI verziószámozás
| Verzió | Fő jellemzők |
| Legkorábbi | Támogatja az alacsonyabb felbontású videó átvitelt |
| HDMI 1.4 | Elkezdte támogatni a 4K videó átvitelét |
| HDMI 2.0 | További sávszélesség a 4K videó 60 Hz-es streameléséhez. |
| HDMI 2.1 | Sokkal nagyobb sávszélesség a 8K videojelek továbbításához és nagyobb frissítési sebességű videojelek |
HDMI csatlakozók PCB-khez
A HDMI csatlakozók különböző méretűek, a következő méretek között vannak Standard, Mini-Micro HDMI. Ezek különböző célokra szolgálnak a méretkorlátozás és a teljesítménykövetelmény alapján.
Szabványos HDMI (A típus)
Ez a legelterjedtebb HDMI csatlakozó, amelyet a következő készülékekben használnak televíziók, monitorok, házimozi rendszerek, és játék konzolok. Támogatja a nagy felbontású videót és hangot, és nagymértékben kompatibilis az összes perifériával.
Mini HDMI (C típus)
A következő előnyökkel a legmodernebb technológia felhasználni a kis elektronikus eszközök, a csatlakozó mérete kicsi a szabványos HDMI-csatlakozóhoz képest, de ugyanolyan minőségű hangok és képek átvitelére képes. A Mini HDMI általában a következőkbe van beépítve táblagépek, hordozható eszközök és digitális fényképezőgépek.
Micro HDMI
(D típus)
Micro HDMI a legkisebb a csoportból, amelyet jellemzően nagyon vékony eszközökön alkalmaznak, mint például okostelefonok és kisméretű termékek. Annak ellenére, hogy rendkívül kis méretű, képes lesz nagyfelbontású videók átvitelére.
| TÍPUS | SPECS | MÉRETEK | FELHÍVÁS | Átviteli sávszélesség |
| Szabványos HDMI | 19 PIN-KÓD, Támogatja a nagy sávszélességű adatátvitelt Tipikus felbontás-támogatás: akár 4K (3840 x 2160) 60 Hz-en vagy magasabb frekvencián | 13,3 mm x 4,45 mm | Projektorok, TV-k, Bluray lejátszók stb. | Akár 18 Gbps (HDMI 2.1) |
| Mini HDMI | 19 PIN-KÓD, Alacsonyabb energiafogyasztás a szabványos HDMI-hez képest Mérsékelt sávszélesség kisebb eszközökhöz | 10.42 mm x 2,42 mm | Tabletek, néhány hordozható médialejátszó | Akár 10,2 Gbps (HDMI 2.0) |
| Micro HDMI | 19 PIN-KÓD, Nagyon kis méretű eszközökhöz tervezték Korlátozott teljesítmény és sávszélesség | 6.4mm x 2,8 mm | Digitális fényképezőgépek, néhány kis kézi eszköz | Akár 5 Gbps (HDMI 1.4) |
A HDMI szerelési lehetőségek típusai
A megfelelő rögzítési lehetőség kiválasztása kritikus fontosságú a következők garantálása érdekében megbízhatóság és élettartam.
Átmenő furatú szerelés
Ez a rögzítési forma maximális mechanikus stabilitás nagy szilárdsággal, és ezért tökéletesen alkalmas olyan alkalmazásokhoz, ahol tartósságra van szükség. Ebben a csatlakozóvezetékek átfűzve a pre-fúróvágott lyukak a PCB-n belül és forrasztásegyütt, nagyobb ellenállást biztosítva a mechanikai és a külső tényezők okozta stresszel szemben.
Felületre szerelhető (SMD) HDMI csatlakozó
Az SMT-csatlakozókat a következőkhöz használják kis méretű PCB-k amikor a hely értékes. SMD csatlakozók a közvetlenül forrasztott a felület a nyomtatott áramköri lapon, ahelyett, hogy lyukasztva lenne, ezért nem kell lyukakat létrehozni. Ez kevesebb helyet foglal, és ideális a könnyű elektronikus eszközökhöz, amelyeknek hordozhatónak kell lenniük.
Hibrid szerelés HDMI csatlakozó
Ez a szerelési stílus a következőket kombinálja átmenő lyuk és felületszerelés módszerek a kiváló tartósság érdekében. Erős mechanikai merevség érhető el ezzel a stílussal, minimális helykihasználással; ezért jobb választás a következőkhöz alkalmazások ahol nagy teljesítményre van szükség.
Tervezési megfontolások
HDMI csatlakozó a PCB-hez
1. eset: PCB Design: AMD Radeon RX 6000 sorozat
Tervezési fókusz: HDMI 2.1 jelintegritás és útválasztás
A HDMI 2.1 tesztelés, az AMD mérnökei rendellenes jittert (0.25 UI) a korai RX 6000 GPU-mintákban. Ez magasabb volt, mint a 0.15 UI az alábbiakban megállapított küszöbérték HDMI CTS 2.1 specifikáció. Utánanéztek, és rájöttek, hogy a probléma a következetlenül vezetett TMDS differenciál párok voltak. Ezeket egy ±15 mil tolerancia és a bevezetett impedancia-változás.
Megoldás: Párok optimalizálása
- Páron belüli hosszeltérés ±5 mil-re csökkentve az Altium Designer xSignals eszközkészletének felhasználásával.
- Több földelt árnyékolás hozzáadása a párok között az áthallás csökkentése érdekében, amint azt az ANSYS HFSS szimulációk is igazolták.
- Használt Rogers 4350B laminált (εr=3.48) a 100Ω ±3% differenciális impedancia fenntartása (az IPC-2141A szerint).
Eredmények
- Az optimalizálás utáni TDR-mérések impedancia-ingadozást mutattak ki a következő értékekkel kevesebb, mint 5% (szemben a korábbi 12%-vel).
- Szemdiagramok a 12 Gbps javult 40%, amely megfelel a HDMI 2.1 szabványnak.
2. eset: Sony PlayStation 5 HDMI CEC
Tervezési fókusz: HDMI pinout megvalósítása és ESD védelem
A HDMI-CEC véletlenszerű meghibásodásai a korai PS5 fejlesztői kártyákon. EEVblog reverse engineering azonosított egy PCB rövid a között. Pin 14 (CEC) és 17. tű (DDC_SCL). A rövidség a HDMI Licensing A osztályú csatlakozó pinout szabványának való meg nem felelésből adódik.
Megoldások: HDMI pinout újratervezése
- Külső párna-párna rés a 0,5 mm 0,3 mm-től 0,5 mm-ig (kompatibilis a JEDEC JESD22-A114F szabványával).
- Védőnyomok hozzáadása az érzékeny csapok alvázföldeléshez való csatlakoztatásához.
ESD védelem frissítése
- Bourns CDSOD323-T05LC ESD diódákkal felszerelve. Megfelelnek az IEC 61000-4-2 4. szintű követelményeinek, és a következő köré helyezik magukat 1,5 mm a HDMI-csatlakozóból.
- A felülvizsgálat utáni ESD-tesztelés sikeres volt a következő esetekben ±15 kV levegő/±8 kV érintkezési kisülési szintek.
Tippek a HDMI-hez Megszüntetés Vezetékek és elrendezés
1. Impedancia vezérlés
Adja meg a címet. 50Ω (±10%) impedancia egyvégű jelek esetén és 100Ω (±10%) differenciális párok esetén. Ahol rétegátmenetekre van szükség, ott korlátozza az impedancia-változást. a <10% és helyezze a GND-t vias közel az átmeneti pontokhoz, hogy zavartalan visszatérési útvonalakat kínáljanak.
2. Réteg halmozás
A belső rétegeket először a teljes referencia GND-síkokkal vezesse el. A felszíni rétegeknél használjon földelt árnyékolást (0,5 mm széles védőnyomok 2× vonalszélességgel távolság) a GND-vel GND-n keresztül ≤200mil az árnyékoló vonalak mentén.
3. Differenciális jel
Fenntartani a címet. ≥15mil távolság a differenciálpárok között.
Engedelmeskedj a 5W szabály pároson belüli távolság (W = nyomvonal szélessége). Tolerancia hosszban megegyező: ±5mil pároson belül, ≤10mil párosítás között.
Használja a szerpentin hangolást ≥3× vonal szélességi távolság az áthallás minimalizálása érdekében.
4. Nyomvonal hossza
Nyomvonal hossza <5inch (legjobb <3inch). Az átvezetések korlátozása ≤2 differenciálpáronként. Az átvitelt a csatlakozóktól távolabb kell elhelyezni legalább 1 cm és használjuk fel a hátulról...fúrás a csonkok megszüntetésének folyamata.
5. ESD védelem
ESD-védelmi eszközök elhelyezése ≤3mm a HDMI csatlakozó (TVS tömb ajánlott). Közvetlenül csatlakoztassa a védőeszköz földelőcsapjait a rendszer földeléséhez külön erre a célra kialakított átvezetőkön keresztül. (≥0,3 mm átmérőjű) közös földelési útvonalak nélkül.
6. Végződési topológia
A forrásmegszakítás végrehajtása a π-hálózat (22Ω sorozat ellenállás + 2.2pF áthidaló kondenzátor). Tartalék párnák a AC csatolókondenzátorok (100nF/0402). Nagyobb hosszúság esetén helyezzen be közös módusú fojtókat a vevőoldalon.
7. Vizsgálhatóság
0,8 mm átmérő biztosítása ICT vizsgálati pontok ≥5mm távolságra a csatlakozótól, megszűnt 45°-os elágazásokkal. Impedancia vizsgálati szelvények biztosítása 50Ω egyvégű és 100Ω differenciálszerkezetek TDR-ellenőrzéshez.
8. Egyéb
- Minden fontos paramétert TDR-mérésekkel kell megerősíteni.
- Ajánlott vizsgálati frekvenciatartomány: 100MHz és 4GHz között a teljes HDMI 2.0 megfelelőségi teszteléshez.
Következtetés
A megfelelő HDMI csatlakozó a PCB a felhasználás a következők függvénye eszközigény, rendelkezésre álló hely és szerelési igények. A HDMI-csatlakozók szerves részét képezik a mai elektronika, megkönnyítve a nagy felbontású jelek könnyed átvitelét.
További műszaki részletekért vagy egyedi tervezési kérdésekért, kérjük, forduljon a következőhöz kapcsolatfelvétel az ELEPCB mérnöki csapata!
GYIK
A1: Az USB C-típusú HDMI-adapterek és átalakítók célja, hogy megkönnyítsék a C-típusú eszközök használatát a HDMI-portot használó kijelzőberendezésekhez való csatlakoztatáshoz. a következők továbbítása nagyfelbontású videó és audio. Nagy felbontású, nagy sebességű adatátvitel és plug-and-play eszköz. Alkalmas szórakoztató célokra, például filmnézésre és játékra a nagyképernyőn, valamint üzleti célokra, például prezentációkra a nagyképernyőn.
Hivatkozások
[1] IEEE 930-2021. "Dielektromos anyagok jellemzése". DOI: 10.1109/IEEESTD.2021.9619086
[2] HDMI 2.1 specifikáció. §6.3.3.Elérhető: https://www.hdmi.org/spec/hdmi2_1
[3] Sony. US20230198721A1. Elrendezési módosítások. https://patentcenter.uspto.gov/applications/17926644
KAPCSOLATFELVÉTEL
Hungarian 
English 
Italian