HDMI 2.1噪声抑制解决方案

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HDMI是一款采用差分信号的数字接口,设计用于数字视频和音频。该接口广泛用于音频-视频市场。HDMI 2.1是HDMI 2.0的扩展,支持的速度是HDMI 2.0的两倍。

提升画质

HDMI 2.1的最大带宽约为HDMI 2.0的2.7倍,其每通道的最大信号传输速度是HDMI 2.0的两倍。HDMI 2.0由三个数据通道和一个时钟通道组成,而HDMI 2.1则没有时钟通道,而是有四个数据通道。

这样,HDMI 2.1的信号传输速度比以前快。因此,在执行噪声抑制措施时,必须注意确保信号质量不会受损。

HDMI通信时,两个噪声问题似乎合理:
•辐射噪声1:来自HDMI的噪声干扰设备内的Wi-Fi®天线,降低Wi-Fi通信灵敏度(系统内EMC)。
•辐射噪声2:噪声来自HDMI设备或电缆(辐射)

Murata的研究侧重于辐射噪声1的内部系统EMC,并研究了纠正措施。

HDMI 2.0与HDMI 2.1

HDMI 2.0与HDMI 2.1

辐射噪声图

辐射噪声图

HDMI 2.1噪声抑制

如果为HDMI等高速差分信号线路使用普通噪声滤波器,则信号质量会下降,信号传输不正确。因此,共模扼流线圈 (CMCC) 是合适的解决方案。由于HDMI信号速度快,所以Murata选择最适合用于高速信号的CMCC。CMCC安装在HDMI源侧IC的输出引脚附近以及接收侧连接器附近。

安装在IC附近的源侧CMCC可抑制来自源侧传输IC的共模噪声。通过防止共模噪声在接收侧的传播实现了这一点。

接收侧CMCC可以通过保持共模噪声不进入Wi-Fi天线来抑制接收设备的HDMI信号布线产生的共模噪声。

HDMI 2.1抑制措施

HDMI 2.1噪声抑制

推荐CMCC
这些Murata CMCC建议用于HDMI 2.1噪声抑制措施:

        •  DLM0NSB120HY2D
        •  DLM0QSB120HY2D - 高共模阻抗和出色的噪声抑制性能
        •  NFG0QHB542HS2D - 对信号的影响极小

系统内EMC噪声抑制

Murata首先验证多少HDMI通信对Wi-Fi构成影响。这说明,HDMI 2.1通信开始时,2.4GHz和5GHz频段的Wi-Fi接收灵敏度下降6dB至10dB。噪声实际进入Wi-Fi时,Murata确定它与2.4GHz和5GHz频段重叠。

Wi-Fi接收器灵敏度

Wi-Fi接收器灵敏度

EMC内部评估

EMC内部评估

辐射噪声的噪声抑制

然后,Murata研究了辐射噪声的噪声抑制措施。首先,查看HDMI 2.0和HDMI 2.1噪声频谱的差异。

•传统HDMI 2.0的辐射噪声
在1GHz至3GHz频段内产生大量噪声
•HDMI 2.1的辐射噪声
在1GHz至6GHz频段内产生噪声

这向Murata表明HDMI 2.1中发生了更高频率噪声。

频率读数

频率读数

CMCC辐射噪声抑制结果

将CMCC (DLM0NSB120HY2) 安装到源侧可消除HDMI 2.1噪声。使用CMCC后,依然存在辐射噪声,但其中大部分是单独安装在源设备电路板上的DRAM的辐射噪声。

CMCC辐射噪声抑制读数

CMCC辐射噪声抑制读数

检查对信号质量的影响

HDMI 2.1的眼罩测试表明,使用CMCC之后,信号波形完全相同。通过CMCC,交流共模噪声降低了47%。

对信号质量波形的影响

对信号质量波形的影响

交流共模降噪

交流共模降噪

结论

•防止Wi-Fi接收灵敏度下降的措施
  HDMI 2.1通信时出现Wi-Fi接收灵敏度下降问题,使用CMCC改进了这一点。

•辐射噪声的噪声抑制措施(防辐射措施)
  HDMI 2.1中,在1GHz至6GHz范围内出现辐射噪声,使用CMCC改进了这一点。

•对信号波形的影响
插入CMCC对眼罩测试没有影响。
使用CMCC降低了交流共模电压。

文章来源:贸泽电子

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