一前言

HDMI，即高清多媒體接口，是一種全數(shù)字化視頻和聲音發(fā)送接口，支持同時(shí)發(fā)送音頻和視頻信號(hào)，具有非常廣泛的應(yīng)用，現(xiàn)在的多媒體顯示器，包括電視，機(jī)頂盒，筆記本以及投影儀等都有HDMI接口。 HDMI采用的是差分傳動(dòng)技術(shù)TMDS，由三組TMDS通道和一組TMDS clock通道組成，傳輸數(shù)據(jù)的數(shù)值（"0"或者"1"）由兩腳間電壓正負(fù)極性和大小決定，如下圖所示：

由于存在高頻時(shí)鐘信號(hào)，HDMI的輻射問(wèn)題經(jīng)常讓人頭禿。下面讓小編通過(guò)一個(gè)案例分享如何有效解決HDMI時(shí)鐘輻射問(wèn)題。

二案例背景

收到一個(gè)客戶整改需求，產(chǎn)品是一個(gè)HDMI接口的LCD顯示屏，主控板和顯示屏驅(qū)動(dòng)電路是分開(kāi)設(shè)計(jì)的，由主控芯片輸出HDMI信號(hào)，在端口處串聯(lián)小電容輸出，再通過(guò)接口連接到顯示屏主板。實(shí)驗(yàn)室測(cè)試時(shí)出現(xiàn)頻點(diǎn)742.5MHz超了7dB，電路簡(jiǎn)要架構(gòu)如下：

三整改過(guò)程與分析

超標(biāo)的頻點(diǎn)742.5MHz剛好是148.5MHz頻點(diǎn)的5倍頻，通過(guò)頻譜儀的近場(chǎng)掃描也可以發(fā)現(xiàn)，在接口以及顯示屏這邊的HDMI信號(hào)走線處，有明顯的148.5MHz頻點(diǎn)及其倍頻的時(shí)鐘單支。

整改前測(cè)試數(shù)據(jù)如下：

通過(guò)實(shí)驗(yàn)室復(fù)測(cè)，可以測(cè)到接近148.5MHz、594MHz以及742.5MHz頻率點(diǎn)，其中742.5MHz頻點(diǎn)超了1.65個(gè)dB，考慮到試驗(yàn)場(chǎng)地以及客戶已經(jīng)做過(guò)整改，數(shù)據(jù)會(huì)存在一些差異。

整改措施1：時(shí)鐘展頻

對(duì)于高頻時(shí)鐘輻射問(wèn)題，考慮時(shí)鐘展頻處理是最有效便捷的方式，可以實(shí)現(xiàn)直接在時(shí)鐘源頭處降低噪聲強(qiáng)度。目前常見(jiàn)的展頻方式可分為軟件展頻和硬件展頻，軟件展頻需要看芯片是否支持，硬件展頻是通過(guò)對(duì)芯片主時(shí)鐘進(jìn)行展頻處理后傳輸給芯片，之后芯片輸出的時(shí)鐘信號(hào)都為展頻后時(shí)鐘。

對(duì)主IC進(jìn)行展頻處理，時(shí)鐘頻率25MHz，展頻寬度±0.25%，如下圖：

展頻處理后測(cè)試數(shù)據(jù)如下：

通過(guò)對(duì)主IC進(jìn)行展頻之后，頻點(diǎn)724.5MHz已經(jīng)有4.48個(gè)余量，前后改善了6個(gè)dB左右。

整改措施2：小電容濾波

常用的EMC措施有屏蔽、接地和濾波，通過(guò)頻譜大致鎖定輻射較強(qiáng)的位置為信號(hào)線，所以考慮在信號(hào)線上進(jìn)行濾波處理。選取小電容濾波需要考慮電容的不同頻率特性，下面是村田官網(wǎng)5pF和10pF小電容的插損曲線：

由于空間有限，沒(méi)辦法對(duì)單根信號(hào)線單獨(dú)濾波，所以在HDMI信號(hào)線對(duì)之間各加一個(gè)小電容進(jìn)行差模濾波，這里加的是10pF電容，措施和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)如下：

可以看到，742.5MHz頻點(diǎn)基本沒(méi)有了，說(shuō)明在差分對(duì)之間增加小電容濾波確實(shí)有效。

四總結(jié)

針對(duì)HDMI時(shí)鐘輻射問(wèn)題，好的layout是關(guān)鍵，后期整改主要起到查漏補(bǔ)缺的效果。本次案例中用到的整改方案為時(shí)鐘展頻加小電容濾波，僅供參考。不同產(chǎn)品必然需要根據(jù)實(shí)際進(jìn)行分析處理，針對(duì)時(shí)鐘問(wèn)題可供參考的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)如下。

高頻時(shí)鐘及其倍頻容易出現(xiàn)以下幾個(gè)問(wèn)題：

①通過(guò)信號(hào)本身PCB走線或信號(hào)環(huán)路形成對(duì)外輻射的天線；

②串?dāng)_到靠近時(shí)鐘線的走線；

③耦合到排線，排線又是時(shí)鐘輻射的良好天線；

④時(shí)鐘信號(hào)在芯片內(nèi)部串?dāng)_到其他引腳，導(dǎo)致芯片IO引腳都帶有高頻信號(hào)噪聲，無(wú)法鎖定主要輻射路徑。

審核編輯：湯梓紅