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ESD保护技术白皮书(三)
tvb2058 | 2007-12-16 08:46:17    阅读:2199   发布文章

3. 频率变化时电容保持稳定

 

ESD保护器件的电容随频率的变化也会影响HDMI接口的性能,也会对设计带来限制。在高速系统中,针对一定电容进行的电路设计,它的性能与所用的ESD保护技术有关。在制定HDMI电路保护方案时,这往往会迫使设计人员去使用复杂的SPICE模型和模拟的方法。

 

如果5所示,在频率变化时,直到3GHz,泰科电子的PESD器件的电容是稳定的。它的性能和电容量为0.25 pF(典型值)的电容器很相似,可以大量地简化设计。由于HDMI TMDS线路在频率改变时的变化取决于数据的型式,视频信号源的分辨率和颜色深度,设计人员如果知道ESD保护器件在频率变化很宽的范围内是稳定的,那么在进行设计时可以更加灵活,也有更多的空间。

 

图5:泰科电子的PESD器件的电容与频率(频率最高为3 GHz)的关系。
图5:泰科电子的PESD器件的电容与频率(频率最高为3 GHz)的关系。

 

要考虑到电容在频率变化范围很宽时的稳定程度,而不是在一个频率或者狭窄的频率范围内的稳定程度,这点很重要。例如,硅半导体ESD保护器件通常是测量频率为1 MHz时的电容量,没有给出其他频率的电容量。因此,需要建立复杂的模型,确保在HDMI的广阔频率范围内运作时的性能达到要求。

 

4. 做好电路板的设计,能在3.4 GHz运作,并有余量

 

HDMI设备设计人员面临的挑战和开发消费电子设备时所面临的挑战是一样的──上市时间。在设计高频系统时,对于减轻风险、降低制作成本、缩短重新制作所需的时间,参考设计起着关键性的作用。对于在HDMI设计中增加ESD保护,也不例外。

 

泰科电子针对HDMI 1.3、用无源元件设计的ESD和过电流保护参考设计在产业界中是第一个,现在向市场提供。这个参考设计能够帮助设计人员把时间和资源用在研制重要的、有特色的功能上,不必考虑增加ESD保护措施后是否会影响HDMI的性能。

 

参考设计已经经过测试,在最高频率──?3.4 GHz,它们符合HDMI 1.3标准的要求,并有富裕。有了这样的参考设计,而且它在3.4 GHz符合HDMI规范的要求,这不仅对于制造下一代计算机监视器、视频卡和视频显示屏的设计人员是很重要;3.4 GHz设计还有很大的余量,可以放宽设计中的限制,往往还能够降低速度较低的HDMI 1.3设计的电路板成本。

 

泰科电子的参考设计的关键性特点:
与HDMI 1.0和1.2向后兼容
? 性能经过测定,在3.4 GHz时达到HDMI 1.3标准的要求
包含供+5V电源过电流保护(对HDMI发送器适用)供选用
电路板设计文件,PESD的SPICE模型以及测试结果,包括时域反射图(TDR)、眼图和远端串音的测试结果,如需要可以提供
帮助你通过IEC 61000-4-2 ESD规范:±15kV (在空气中进行静电放电测试), ±8 kV(接触放电)
使用泰科电子的低电容(0.25pF)PESD器件实现ESD保护
使用泰科电子的nanoSMD器件实现+5 V电源的过电流保护
与在HDMI 测试夹具方面领先的Efficere公司(www.efficere.com)共同设计和确认

 

本文小结

 

在设计HDMI系统时,加入ESD保护不一定是一件复杂而且令人为难的工作──如果有合适的办法的话。虽然这一代的设备也许不需要达到HDMI 1.3规定的3.4 GHz的性能,使用可以工作在3.5 GHz的ESD保护技术,能够减少设计中的烦恼,提高系统的余量,而且由于在以后不需要重新设计ESD保护,因而便于实现下一代设计。泰科电子的ESD和过电流保护参考设计在3.4 GHz时符合HDMI 1.3规范,实现了IEC 61000-4-2标准要求的ESD保护,优化了电路板的空间,能够帮助设计人员减少设计风险。

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