En el pasado, el contenido digital de alta definición solo se podía transportar en un disco físico y solo se podía reproducir en un dispositivo dedicado; hoy en día, las conexiones de banda ancha están en todas partes, y el contenido digital de alta definición se puede transmitir y personalizar en forma de "streaming" desde la "nube" a las computadoras, inteligentes en un teléfono móvil o cualquier otro dispositivo conectado. La televisión tradicional es un terminal independiente que solo puede recibir programas de televisión y retransmisiones. Debido a que no tiene la función de red a la que estamos acostumbrados, eventualmente se convertirá en un producto desactualizado. Por lo tanto, nació la industria de la televisión inteligente.
Smart TV se refiere a un televisor que integra funciones de Internet, que pueden proporcionar una potencia informática y funciones de red más avanzadas que los televisores ordinarios de hoy. Para obtener un mayor rendimiento, los televisores inteligentes suelen utilizar la última generación de tecnología. A medida que los circuitos integrados más pequeños y avanzados continúen promoviendo el desarrollo de televisores, aparecerán nuevos desafíos en el campo de la compatibilidad electromagnética (EMC), porque estas interfaces de señal de alta velocidad se verán amenazadas por la electricidad estática y los eventos de descarga de cables en condiciones de uso normal. condiciones.
Este artículo proporcionará soluciones de protección para las dos interfaces más comunes y sensibles en televisores inteligentes: interfaces HDMI y Gigabit Ethernet.
Protección ESD / CDE de HDMI
Desde su introducción, HDMI (Interfaz multimedia de alta definición) ha ido ganando popularidad gradualmente. Esta interfaz se utiliza ampliamente en el campo de la electrónica de consumo para la transmisión de contenido digital de alta definición. Sin embargo, como interfaz de alto rendimiento, HDMI es extremadamente sensible a la descarga de cables de enchufes calientes y descargas electrostáticas directas (ESD) de los usuarios.
Para garantizar su funcionamiento normal, los sistemas basados en HDMI deben proteger todas las posibles señales de interfaz expuestas y los pines de alimentación para cumplir o superar la EOS de IEC 61000-4-2, Nivel 4 (± 15 kV de descarga de aire, ± 8 kV de descarga de contacto) (Excesiva tensión eléctrica estrés) requisitos estándar sin daños. El chip HDMI funciona actualmente a 2.25 Gbps y pronto alcanzará los 3.4 Gbps. A una velocidad de transmisión de datos tan alta, la atención a la integridad de la señal y los requisitos de impedancia superarán con creces la Especificación de prueba de conformidad HDMI (CTS). La especificación requiere que todos los dispositivos receptores HDMI mantengan la impedancia diferencial de la línea de alta velocidad en 100 Ω ± 15%.
Bajo la tasa de transmisión de datos de 3.4Gbps, cómo proporcionar protección de voltaje de sujeción bajo sin agregar carga capacitiva adicional es muy crítico. Para suprimir eficazmente el impacto de las sobretensiones transitorias en el voltaje de sujeción bajo, se requiere más área de silicio en el diodo TVS. Pero el aumento del área de silicio vendrá a expensas del aumento de la capacitancia. Este dilema se puede resolver construyendo una matriz de diodos de pequeña capacitancia alrededor del diodo TVS que maneja la sobretensión. Este método puede reducir efectivamente la capacitancia total del circuito de protección mientras mantiene una fuerte capacidad de protección contra sobretensiones. Semtech ha sido pionero en dispositivos TVS integrados avanzados que utilizan esta arquitectura, que puede obtener una buena protección sin el costo de una alta capacitancia.
RClamp0584J es el mejor ejemplo de este tipo de dispositivo de protección TVS integrado (Figura 1). Este dispositivo es el miembro más reciente de la serie RailClamp de productos de protección de interfaz de alta velocidad. El rendimiento de este dispositivo de protección de voltaje de trabajo de cuatro cables y 5 V excede los requisitos de protección de nivel 6100 de IEC 4-2-4 para transitorios electrostáticos. La figura 1 también muestra claramente que este dispositivo utiliza un diseño de paquete único. El término paquete "Flow through" proviene de Suntech. Este paquete permite que las trazas pasen directamente a través del dispositivo de protección, minimizando así los parásitos adicionales causados por la interrupción o desajuste del par diferencial equilibrado Inductancia y capacitancia.
Al agregar protección ESD a la interfaz HDMI, debe asegurarse de que el dispositivo tenga el menor impacto en la integridad de la señal. La prueba de patrón ocular puede mostrar cualquier distorsión de la señal en la interfaz de la fuente. El patrón de ojos puede usar un patrón de bits que rodea la máscara de ojos HDMI para formar un ojo "abierto". Este patrón de ojo limpio puede verificar una buena integridad de la señal. La Figura 2 muestra un ejemplo de una prueba de diagrama de ojos. Como referencia, la imagen de la izquierda es la señal de video HDMI sin ninguna protección, y la imagen de la derecha es la señal de interfaz HDMI con dispositivos de protección TVS agregados.
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