In passato, i contenuti digitali ad alta definizione potevano essere trasportati solo su un disco fisico e potevano essere riprodotti solo su un dispositivo dedicato; al giorno d'oggi, le connessioni a banda larga sono ovunque e il contenuto digitale ad alta definizione può essere trasmesso e personalizzato sotto forma di "streaming" dal "cloud" ai computer, intelligente Su un telefono cellulare o qualsiasi altro dispositivo connesso. La TV tradizionale è un terminale indipendente che può ricevere solo trasmissioni e programmi TV. Poiché non ha la funzione di rete a cui siamo abituati, alla fine diventerà un prodotto obsoleto. Pertanto, è nata l'industria della TV intelligente.
Smart TV si riferisce a un televisore che integra le funzioni Internet, in grado di fornire una potenza di calcolo e funzioni di rete più avanzate rispetto ai televisori ordinari di oggi. Per ottenere prestazioni più elevate, le smart TV utilizzano solitamente la tecnologia di ultima generazione. Poiché i circuiti integrati più piccoli e più avanzati continuano a promuovere lo sviluppo di televisori, nuove sfide appariranno nel campo della compatibilità elettromagnetica (EMC), perché queste interfacce di segnale ad alta velocità saranno minacciate dall'elettricità statica e dagli eventi di scarica dei cavi durante il normale utilizzo condizioni.
Questo articolo fornirà soluzioni di protezione per le due interfacce più comuni e sensibili su smart TV: interfacce HDMI e Gigabit Ethernet.
Protezione ESD / CDE di HDMI
Dalla sua introduzione, HDMI (High Definition Multimedia Interface) ha gradualmente guadagnato popolarità. Questa interfaccia è ampiamente utilizzata nel campo dell'elettronica di consumo per la trasmissione di contenuti digitali ad alta definizione. Tuttavia, essendo un'interfaccia ad alte prestazioni, HDMI è estremamente sensibile alla scarica del cavo da hot plug e alle scariche elettrostatiche dirette (ESD) dagli utenti.
Per garantire il suo normale funzionamento, i sistemi basati su HDMI devono proteggere tutti i possibili segnali di interfaccia esposti e i pin di alimentazione per soddisfare o superare l'EOS di IEC 61000-4-2, Livello 4 (± 15 kV scarica in aria, ± 8 kV scarica a contatto) stress) requisiti standard senza danni. Il chip HDMI attualmente funziona a 2.25 Gbps e presto raggiungerà 3.4 Gbps. A una velocità di trasmissione dati così elevata, l'attenzione ai requisiti di integrità e impedenza del segnale supererà di gran lunga le specifiche CTS (HDMI Conformance Test Specification). La specifica richiede che tutti i dispositivi di ricezione HDMI debbano mantenere l'impedenza differenziale della linea ad alta velocità a 100Ω ± 15%.
Con una velocità di trasmissione dati di 3.4 Gbps, è molto critico come fornire una protezione con bassa tensione di bloccaggio senza aggiungere ulteriore carico capacitivo. Per sopprimere efficacemente l'impatto dei picchi transitori sulla bassa tensione di bloccaggio, è necessaria più area di silicio nel diodo TVS. Ma l'aumento dell'area del silicio avverrà a scapito di una maggiore capacità. Questo dilemma può essere risolto costruendo un array di diodi di piccola capacità attorno al diodo TVS che gestisce il picco. Questo metodo può ridurre efficacemente la capacità totale del circuito di protezione mantenendo una forte capacità di protezione contro le sovratensioni. Semtech ha sperimentato dispositivi TVS integrati avanzati che utilizzano questa architettura, che può ottenere una buona protezione senza il costo di un'elevata capacità.
RClamp0584J è il miglior esempio di questo tipo di dispositivo di protezione TVS integrato (Figura 1). Questo dispositivo è l'ultimo membro della serie RailClamp di prodotti per la protezione dell'interfaccia ad alta velocità. Le prestazioni di questo dispositivo di protezione della tensione di lavoro a quattro fili da 5 V superano i requisiti di protezione IEC 6100-4-2 livello 4 per i transitori elettrostatici. La Figura 1 mostra anche chiaramente che questo dispositivo utilizza un design unico della confezione. Il termine pacchetto "Flow through" deriva da Suntech. Questo pacchetto consente alle tracce di passare direttamente attraverso il dispositivo di protezione, riducendo così al minimo i parassiti aggiuntivi causati dall'interruzione o dal disadattamento della coppia differenziale bilanciata Induttanza e capacità.
Quando si aggiunge la protezione ESD all'interfaccia HDMI, è necessario assicurarsi che il dispositivo abbia il minimo impatto sull'integrità del segnale. Il test del pattern degli occhi può mostrare qualsiasi distorsione del segnale sull'interfaccia sorgente. Il pattern degli occhi può utilizzare un pattern di bit che circonda la maschera per gli occhi HDMI per formare un occhio "aperto". Questo modello di occhio pulito può verificare una buona integrità del segnale. La Figura 2 mostra un esempio di un test del diagramma oculare. Come riferimento, l'immagine a sinistra è il segnale video HDMI senza alcuna protezione e l'immagine a destra è il segnale dell'interfaccia HDMI con dispositivi di protezione TVS aggiunti.
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