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1、阻抗對HDMI輻射發(fā)射的影響深入分析

信號從SOURCE端傳輸?shù)絊INK端，兩者之間是通過HDMI Cable電纜互聯(lián)，信號傳輸過程中源端阻抗、Cable線纜阻抗、SINK端阻抗之間完全匹配，信號無損耗的由源端傳輸?shù)絊INK端。而實際上由于源端阻抗、Cable線阻抗、SINK端阻抗不可能完全做到阻抗匹配，主要原因是連接器處阻抗突變、Cable線材阻抗的控制、PCB布線阻抗的控制、器件本身的阻抗設(shè)計。

在HDMI規(guī)范中明確給出了阻抗的設(shè)計要求即100±15%，以此來保證信號傳輸?shù)馁|(zhì)量。從EMC的角度來說，阻抗突變與不匹配就會產(chǎn)生反射，導(dǎo)致信號出現(xiàn)過沖、振鈴，駐波，而導(dǎo)致高次諧波輻射。

2、阻抗與HDMI輻射發(fā)射之間的關(guān)系

特征阻抗?jié)M足100±15Ω標(biāo)準(zhǔn)要求，并不意味著HDMI輻射測試就能夠順利通過；相比于特性阻抗，瞬時阻抗對HDMI輻射測試結(jié)果影響更大。即在滿足100±15Ω阻抗標(biāo)準(zhǔn)限值的情況下， 瞬時阻抗更加平坦（阻抗變化范圍越小越好）則意味著信號感受到的瞬時阻抗變化越小，對外輻射也相應(yīng)的最小。

阻抗匹配是HDMI輻射通過的最基本的條件，即必要條件，卻是非充分條件。阻抗失配對HDMI輻射測試結(jié)果肯定有影響。拋開源端阻抗、Cable線纜阻抗不談，我們重點談一談SINK端阻抗。

3、影響阻抗的實際因素

前面我們談到影響阻抗的因素是：線寬線距、銅厚、介質(zhì)與介質(zhì)厚度、與參考平面的間距、元件的焊盤引腳寬度與厚度等。在阻抗設(shè)計過程中需要對以上因素進(jìn)行嚴(yán)格控制，并對生產(chǎn)制造工藝進(jìn)行控制，方可以做出阻抗精確的PCB布線。

4、阻抗設(shè)計管控原則

影響阻抗的因素眾多，如何管控阻抗設(shè)計，成為EMC工程師的必修課之一。

前面我們談到元件的焊盤或者引腳寬度與厚度是影響阻抗的因素之一，從而說明在HDMI信號鏈路中應(yīng)盡量使用最少的元件，嚴(yán)格控制阻抗突變點，使阻抗測試曲線趨于平坦。

另外互接接口的連接器引腳處、BGA芯片的引腳焊盤、ESD保護(hù)器件的焊盤處由于器件標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計的原因，可以通過PCB設(shè)計進(jìn)行相應(yīng)的阻抗優(yōu)化設(shè)計。

差分信號的線寬線距、銅厚、介質(zhì)與介質(zhì)厚度在PCB設(shè)計過程中需要進(jìn)行嚴(yán)格的管控，同時在PCB生產(chǎn)制造工藝中也需要進(jìn)行測量管控。

多層板設(shè)計中，跨分隔不僅影響信號的回流路徑，同樣影響信號的阻抗，參考地平面的完整性PCB設(shè)計時應(yīng)給予重點管控。

做好以上阻抗設(shè)計管控是否就意味著沒有問題了呢？其實不然，由于芯片設(shè)計問題、HDMI端子設(shè)計問題，通常其連接處阻抗都會偏低，這時就需要增加電阻做串聯(lián)匹配。

對于HDMI設(shè)備之間互連，大部分采用HDMI線纜連接的方式，HDMI線纜本身阻抗設(shè)計控制，也是影響阻抗匹配的最重要因素之一。

由于實際上HDMI線纜生產(chǎn)制做廠商的參次不齊，HDMI線纜成為制約輻射測試通過的因素。

部分HDMI設(shè)備之間采用FFC線材互連，F(xiàn)FC線材的阻抗控制在業(yè)界相對成熟，主要注意折線對阻抗突變的影響就可以了。