EMC系列案例37||HDMI多媒體埠輻射超標解決方案

2021-02-25 質量提升與技術

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HDMI多媒體埠輻射超標解決方案  

HDMIEMC設計原理圖  

HDMI元件選型及參數說明:(圖一所示)

a.L510、L511、L512、L513使用專業EMI共模濾波器(普通共模電感寄生電容太大,會導致TMDS差分阻抗匹配測試失敗),阻抗值為90~100Ω(兩路共模濾波器型號:CMF1210DH900MFR;四路共模濾波器型號:CMF2010DH101MFR),

b.U1、U2為排式ESD(ESD排型號:ESD0524PA),越低的結電容才能保證信號傳輸質量不受影響。並且能夠更好的進行PCB布局及進行差分布線

c.CR3548、CR3549、CR3550、CR3551為單顆ESD(型號:CV0402VT6001T),越低的結電容,響應速度快。

HDMI接口PCB設計: 

1、元器件布局:元器件布局要緊湊,要按信號流向進行元件放置,遵循先防護後濾波的原則,ESD器件(ESD0524PA)要靠近HDMI座子引腳,ESD器件(ESD0524PA)後面為共模濾波器(CMF1210DH900MFR或CMF2010DH101MFR)。

2、走線設計:每組差分信號走線要保證平行等長走線,在保證阻抗匹配的原則下,走線儘可能越短越好,周圍用地線包信走線,並且打過孔到地層;信號走線儘量避免換層,不同層的阻抗和過孔等差別會降低差模傳輸效果而引入共模噪聲;避免90度走線。避免高速信號線下面敏感信號走線,以防止發生EMI耦合和埠ESD放電時的耦合幹擾。

3、HDMI信號電纜及結構設計:一根好的信號電纜可以決定HDMI是否符合EMI要求,四對差分線採用屏蔽雙絞線傳輸,每對差分線與一根地線構成一組,用鋁箔包裹線芯;最外層用金屬箔和編織網屏蔽(屏蔽網與金屬箔的接地:屏蔽網與金屬箔兩端都要求接地,地兩端的HDMI插頭形成360度良好搭接),由於HDMI的傳輸特性,兩端可能還需要加上磁環,才能有效降低EMI輻射能輻。

整改案例:

1、測試數據

2、整改方案:

測試描述:原裝機器測試時發現148.44MHz、595.13MHz嚴重超標(圖三),經計算剛好是HDMI時鐘倍頻。

整改分析:拆開機器,發現客戶PCB原本設計共模的位置(圖四),貼的是33Ω電阻,HDMI後的ESD位置空貼。經分析後,去掉原來的33Ω電阻,更換為共模濾波器:CMF1210DH900MFR,原來空置的ESD位置增加:ESD0524PA。重新裝機測試後OK(見整改後數據)。測試時重新換了一根已經驗證過OK的HDMI信號電纜(圖二所示信號電纜,很重要)。

——本案例來源於深圳市阿賽姆科技有限公司(https://emc.asim-emc.com/)

EMC寄語:隨著時代的發展,越來越多的電子、電氣設備或系統產品都需要進行檢驗檢測,其中EMC測試是必備的檢驗檢測指標之一。但EMC測試項目費用較貴,EMC實驗室造價昂貴,絕大部分測量設備又需要採用進口設備,導致很少檢驗檢測機構有能力建造EMC實驗室。產品的EMC性能是設計階段賦予的,一般電子產品設計時如果不考慮EMC因素,就會很容易導致EMC測試失敗,以致不能通過相關EMC法規的測試或認證。例如,產品設計研發工程師們根據需求,設計出效果良好的濾波電路,置入產品I/O(輸入/輸出)接口的前級,可使因傳導而進入系統的幹擾噪聲消除在電路系統的入口處;設計出隔離電路(如變壓器隔離和光電隔離等)解決通過電源線、信號線和地線進入電路的傳導幹擾,同時阻止因公共阻抗、長線傳輸而引起的幹擾;設計出能量吸收回路,從而減少電路、器件吸收的噪聲能量;通過選擇元器件和合理安排的電路系統,使幹擾的影響減少。歡迎關注:這裡可得到EMC技術與質量領域相關的書籍、學習乾貨、技巧、項目案例以及各類資訊等!所含息息相關的EMC、計量、檢驗檢測、項目開發設計及生活經驗技巧、新能源、醫療、軍品等各領域…
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