介紹正確的連接MAX3815 DVI/HDMI電纜均衡

出處：雷風發(fā)布于：2010-10-29 15:55:16

問題描述

　　化傳輸差分信號(TMDS)通道的數(shù)據(jù)速率為1.65Gbps。對于邊沿速率如此高的(瞬變過渡時間低至75ps)的電信號，在接口和傳輸線設計中需要特別謹慎，以避免數(shù)據(jù)位失真或無法恢復。

　　斷線

　　不要在輸入或輸出傳輸線上留有任何斷線。這些斷線會為電信號流動、信號反射以及干擾發(fā)送信號提供路徑。通常，斷線會產(chǎn)生階躍瞬變，影響數(shù)據(jù)眼圖的開度(圖1)。

圖 1. 存在不必要斷線的PCB布局

　　改變數(shù)據(jù)線對兒的相差

　　不要試圖改變傳輸線對兒的相位偏移，須嚴格采用差分耦合傳輸線，使高頻信號即使在數(shù)據(jù)線出現(xiàn)拐角時也能保持相同的相位。電場的相互作用有助于信號保持同相(圖2)。

圖 2. 改變線對兒的相差

　　差分阻抗

　　設計TMDS傳輸線使其具有100Ω.的差分阻抗。通過耦合差分傳輸線，使“+” 、 “-”信號線上的信號保持同相，并保持負載匹配。仔細考慮線寬、引線間隔和電介質厚度，這些因素決定了差分數(shù)據(jù)線的特征阻抗。

　　串擾

　　差分傳輸線對兒之間應保持一定的間隔，間距(s)需大于電介質高度(h)的4倍，參見圖3。

圖 3. 通道間隔

　　可利用接地的金屬帶降低線對兒之間的串擾。金屬帶應通過過孔連接或“焊接”到地層。避免出現(xiàn)未連接到地層的半島型斷面，因為這樣的斷面如同一個天線，會產(chǎn)生特定頻率的共振(圖4)。

圖 4. 通道隔離帶

　　信號連接的靈活性

　　MAX3815的數(shù)據(jù)通道不必嚴格遵循TMDS發(fā)送器或接收器的規(guī)則或極性連接，只需保證MAX3815為“透明傳輸”即可。當然，TMDS發(fā)送器的CLOCK信號不能連接至MAX3815的數(shù)據(jù)輸入，必須將其連接至RXC_IN。同樣，MAX3815的RXC_OUT必須連接至TMDS接收器的CLOCK輸入(圖5)。

圖 5. 連接方案

　　背向終端匹配

　　背向終端匹配僅用于MAX3815驅動已知的接收器，并且已經(jīng)完成測試的情況，以確保TMDS接收器能夠允許信號幅度的下降。

　　例如，背向終端匹配可能用于LCD監(jiān)視器的DVI輸入，這種情況下，MAX3815驅動一個特定的TMDS接收器，連接時可能通過了伸縮電纜和復接連接器，由于信號反射使信號幅度降低。采用200Ω的背向終端匹配會使MAX3815的輸出電壓衰減33%，但可改善系統(tǒng)的抖動性能(圖6)。

圖 6. 背向終端匹配振幅衰減

　　ESD保護

　　在MAX3815的輸出端使用共模扼流圈會明顯降低眼圖的開度。多數(shù)共模扼流圈是針對數(shù)據(jù)速率為480Mbps的USB或IEEE 1394信號設計的。由于TMDS信號工作在1.65Gbps, 傳輸速率高于480Mbps的4倍，因此需要極低電容的ESD保護，以保持TMDS的上升/下降時間。MAX3208E具有低電容、±15kV人體模式的ESD保護，用于保護高速數(shù)據(jù)信號線，所增加的寄生電容僅為2.6pF (典型值)。通過減小MAX3208E在電路板上所處位置的寄生電容，可進一步降低該電容。

　　電源濾波

　　適當?shù)碾娫礊V波可使MAX3815獲得良好的工作性能。如果PCB背面允許放置元件，可以采用一種較好的低電感電源去耦技術，既將電容放置在電路板的背面。電容的一端連接到底層裸露焊盤的散熱區(qū)域，電容的另一端連接至MAX3815輸入端的VCC處(圖7)。