In der Vergangenheit konnten hochauflösende digitale Inhalte nur auf einer physischen Festplatte übertragen und nur auf einem dedizierten Gerät abgespielt werden. Heutzutage gibt es überall Breitbandverbindungen, und hochauflösende digitale Inhalte können in Form von "Streaming" von der "Cloud" auf Computer, Smart On, ein Mobiltelefon oder ein anderes verbundenes Gerät übertragen und angepasst werden. Traditionelles Fernsehen ist ein unabhängiges Terminal, das nur Rundfunk- und Fernsehprogramme empfangen kann. Da es nicht die Netzwerkfunktion hat, die wir gewohnt sind, wird es irgendwann zu einem veralteten Produkt. Daher entstand die Smart-TV-Branche.
Smart TV bezieht sich auf ein Fernsehgerät, das Internetfunktionen integriert, die eine erweiterte Rechenleistung und Netzwerkfunktionen bieten können als herkömmliche Fernsehgeräte von heute. Um eine höhere Leistung zu erzielen, verwenden Smart-TVs normalerweise die neueste Technologie. Da kleinere und fortschrittlichere integrierte Schaltkreise die Entwicklung von Fernsehgeräten weiter vorantreiben, werden sich im Bereich der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) neue Herausforderungen ergeben, da diese Hochgeschwindigkeitssignalschnittstellen bei normaler Verwendung durch statische Elektrizität und Kabelentladungsereignisse bedroht sind Bedingungen.
Dieser Artikel bietet Schutzlösungen für die beiden gängigsten und empfindlichsten Schnittstellen von Smart-TVs: HDMI- und Gigabit-Ethernet-Schnittstellen.
ESD / CDE-Schutz von HDMI
Seit seiner Einführung hat HDMI (High Definition Multimedia Interface) allmählich an Popularität gewonnen. Diese Schnittstelle wird im Bereich der Unterhaltungselektronik häufig zur Übertragung von hochauflösenden digitalen Inhalten verwendet. Als Hochleistungsschnittstelle reagiert HDMI jedoch äußerst empfindlich auf Kabelentladungen von heißen Steckern und direkte elektrostatische Entladungen (ESD) von Benutzern.
Um seine normale Funktion sicherzustellen, müssen HDMI-basierte Systeme alle möglichen freiliegenden Schnittstellensignale und Stromanschlüsse schützen, um die EOS von IEC 61000-4-2, Stufe 4 (± 15 kV Luftentladung, ± 8 kV Kontaktentladung) (übermäßige elektrische Entladung) zu erfüllen oder zu übertreffen Stress) Standardanforderungen ohne Beschädigung. Der HDMI-Chip arbeitet derzeit mit 2.25 Gbit / s und wird bald 3.4 Gbit / s erreichen. Bei einer so hohen Datenübertragungsrate wird die Beachtung der Anforderungen an Signalintegrität und Impedanz die HDMI-Konformitätstestspezifikation (CTS) bei weitem überschreiten. Die Spezifikation verlangt, dass alle HDMI-Empfangsgeräte die Differenzimpedanz der Hochgeschwindigkeitsleitung bei 100 Ω ± 15% halten müssen.
Bei der Datenübertragungsrate von 3.4 Gbit / s ist es sehr wichtig, einen Schutz gegen niedrige Klemmspannung ohne zusätzliche kapazitive Last bereitzustellen. Um den Einfluss transienter Überspannungen auf die niedrige Klemmspannung wirksam zu unterdrücken, ist in der TVS-Diode mehr Siliziumfläche erforderlich. Die Vergrößerung der Siliziumfläche geht jedoch zu Lasten einer erhöhten Kapazität. Dieses Dilemma kann gelöst werden, indem ein Diodenarray mit kleiner Kapazität um die TVS-Diode herum aufgebaut wird, das den Stoß behandelt. Dieses Verfahren kann die Gesamtkapazität der Schutzschaltung effektiv reduzieren, während eine starke Überspannungsschutzfähigkeit aufrechterhalten wird. Semtech hat mit dieser Architektur Pionierarbeit für fortschrittliche integrierte TVS-Geräte geleistet, die ohne die Kosten einer hohen Kapazität einen guten Schutz bieten können.
RClamp0584J ist ein bestes Beispiel für diese Art von integriertem TVS-Schutzgerät (Abbildung 1). Dieses Gerät ist das neueste Mitglied der RailClamp-Serie von Hochgeschwindigkeits-Schnittstellenschutzprodukten. Die Leistung dieses 5-Draht-6100-V-Arbeitsspannungsschutzgeräts übertrifft die Schutzanforderungen gemäß IEC 4-2-4 Level 1 für elektrostatische Transienten. Abbildung XNUMX zeigt auch deutlich, dass dieses Gerät ein einzigartiges Verpackungsdesign verwendet. Der Begriff "Flow Through" -Paket stammt von Suntech. Dieses Paket ermöglicht den direkten Durchgang von Spuren durch die Schutzvorrichtung, wodurch zusätzliche Parasiten minimiert werden, die durch die Unterbrechung oder Nichtübereinstimmung des symmetrischen Differentialpaars Induktivität und Kapazität verursacht werden.
Wenn Sie der HDMI-Schnittstelle einen ESD-Schutz hinzufügen, muss sichergestellt sein, dass das Gerät die Signalintegrität am wenigsten beeinträchtigt. Der Augenmustertest kann jede Signalverzerrung an der Quellschnittstelle anzeigen. Das Augenmuster kann ein Bitmuster verwenden, das die HDMI-Augenmaske umgibt, um ein "offenes" Auge zu bilden. Dieses saubere Augenmuster kann eine gute Signalintegrität überprüfen. Abbildung 2 zeigt ein Beispiel für einen Augendiagrammtest. Als Referenz ist das Bild links das HDMI-Videosignal ohne Schutz und das Bild rechts das HDMI-Schnittstellensignal mit hinzugefügten TVS-Schutzgeräten.
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