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HDMI4K视频采集卡芯片方案设计常见问题

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作者 : PURPLELEC
更新时间 : 2024-01-17 11:24:15
  对于数字电路来说,当信号的上升时间小于固定倍数的导线延时,该信号就是高速信号,HDMI 4K视频采集卡芯片方案‍进行高速电路设计时必须要考虑信号完整性(SI)问题。
HDMI 4K视频采集卡
  1、信号完整性
  所谓信号完整性就是指信号在信号线上的质量。广义上的信号完整性指的是在高速电路中由互连线带来的所有问题,它研究的主要是信号线与电流信号、电压信号相互作用时,其电气特性参数对产品性能产生的影响。
  信号完整性问题通常都不是由某个单一因素导致的,而是由设计中多种因素共同引起的。信号完整性需要解决的主要是反射、串扰、过冲和下冲、振铃、地弹、同步开关噪声、电源分配、时序问题和EMI等问题。所谓反射指的是当信号沿着传输线前行时,遇到阻抗不连续时,部分或全部能量被反射回来的现象。反射是传输线的基本效应,通常情况下,反射是由于阻抗的不连续引起的。
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  2、串扰
  所谓串扰指的是当信号在传输线上传播时,因电磁耦合对与它相邻的信号线产生的不期望的电压噪声干扰。串扰是由信号线之间的容性耦合和感性耦合产生的,容性耦合引发耦合电流,而感性耦合引发耦合电压。串扰噪声从干扰对象上通过交叉耦合的方式传给被干扰对象,表现为当一根信号线上有信号通过时,在PCB上与之相邻的信号线上就会感应出相关的信号。
  当信号的边沿速率低于设定时,串扰问题就不可避免,甚至会引起高频谐振。过冲和下冲指的是接收信号的一个峰值或谷值超过设定电压的现象。对于上升沿,过冲指的是一个峰值超过设定电压的现象;而对于下降沿,下冲指的是一个谷值超过设定电压的现象,造成过冲和下冲的主要原因是走线过长或者信号变化太快。
  HDMI 4K视频采集卡芯片方案‍中振铃表现为信号的反复振荡,也称为振荡。振荡是电路中由于反射而产生的多余的能量无法被吸收的结果,因此,可以通过适当的端接来抑制振荡。对于高速器件来说,大量数据信号同时快速翻转,将会导致通过地回路的电流产生较大的变化,当回流路径上存在电感时,就会在回流的过程中产生压降。