HDMI设计指南:HDTV接收机应用中高速PCB的成功设计
需要注意的是,“噪声”脉冲的宽度同两个信号间的相移相等,并可以被转换成一个给定频率的时间差。该时间差(也称为对内时滞)由 HDMI 规定,用于 225 MHz TMDS 时钟速率 0.4 TBIT 的接收机,其将转换为 178 ps 最大值。对于一个 HDMI 发送器而言,该规范要求 0.15 TBIT,以用于 225 MHz 的 TMDS 时钟速率,其将转换为66 ps最大值。 由于像素生成需要四个差动 TMDS 信号对(3 个数据信号+1 个时钟信号)的同步传输,因此其必须在相同时间到达接收机。理想情况下,所有四个信号对应该为相等的电气长度,以保证零时间差。但是,对一个 0.2 TCHARACTER + 1.78 ns 的接收机而言,HDMI 允许一个最大的对间时滞 (信号对之间的时间差),从而会产生总计2.67 ns 的时间,以用于 225 MHz 的 TMDS 时钟。对一个 HDMI 发送器而言,该规范要求产生 888ps 的 0.2 TCHARACTER。 受控阻抗线迹可用于匹配传输介质的差动阻抗(例如:线缆)和端接电阻。差动阻抗由信号对线迹的物理几何、它们同邻近接地层的关系以及 PCB 电介质决定。这些几何形状必须在整个线迹长度上保持一致。 图 5 描述了微波传输带 (Microtrip) 线迹(外层线迹)及带状线线迹(通常是被两个接地层夹在中间的层堆栈内线迹)阻抗计算相关的参数。 图 5 差动线迹的物理几何 为了计算出图 5 中 100Ω 差动阻抗 TMDS 信号对的线迹几何,可以使用闭式方程 1 " 6。 1、对于松散耦合带状线而言,s > 12 mils,数字 0.748 可能被 0.374 替换。 考虑到差动信号对及其环境之间的距离,图 5 显示了一个线迹 X,其未与邻近的“+”和“"”导体中的电流关联。X 可以为另一信号对线迹、一个接地屏蔽线迹或一个 TTL/CMOS 线迹。 对于邻近信号对和屏蔽线迹而言,使距离 d 等于 3 s。在一侧运行屏蔽线迹(接地更为适宜),可能会创建一个增加 EMI 的失衡。接地线迹屏蔽应该对下层接地层有一个过孔散射。 请注意!乍一看上面的方程式,其呈现出一种可获得线迹几何的比较便宜的方法。但是,这些函数均基于经验数据,并代表最佳情况下的近似值。实际精确度可能会有非常大的不同,各种原因甚至会引起高达 10% 的可能误差。 从长远来看,一种更精确、成本更低的方法是使用一个 2D 或更好的场求解器。它是一种可对麦克斯韦 (Maxwell) 方程式求解并计算出任意横截面传输线电场和磁场的软件工具。它还可以由以上这些计算出电气性能项,例如:特性阻抗、信号速度、串扰和差动阻抗。一些场求解器还可以计算出导体内的电流分布情况。相对于近似法而言,一个 2D 场求解器的优势在于其考虑了几乎所有任意横截面几何的灵活性。除了第一阶项(例如:线宽、电介质厚度和电解介质常量)以外,第二阶项(例如:线迹厚度、阻焊和线迹蚀刻背面)均可以被考虑到。 非连续性就是信号路径中差动线迹阻抗偏离于其规定值(100Ω,即 15% HDMI)的地方,并假定更高或更低的阻抗值。非连续性可以引起由阻抗不匹配带来的信号反射,进而破坏信号完整性。这些主要是有效线迹宽度或线间间距变化的结果,而这些变化又是由不可避免的沿信号路径线迹几何传输,或由较差的信号线迹布线引起的。受控阻抗传输线
2、W 2h 时,最大误差为 3%
3、为了获得最佳精确度,使 b " t > 2W 及 b > 4t,其中,b 为接地层之间的电介质厚度。非连续性
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