如何解決HDMI 2.1噪聲抑制問題

HDMI是一款采用差分信號的數(shù)字接口，設(shè)計(jì)用于數(shù)字視頻和音頻。該接口廣泛用于音頻-視頻市場。HDMI 2.1是HDMI 2.0的擴(kuò)展，支持的速度是HDMI 2.0的兩倍。

HDMI 2.1的最大帶寬約為HDMI 2.0的2.7倍，其每通道的最大信號傳輸速度是HDMI 2.0的兩倍。HDMI 2.0由三個(gè)數(shù)據(jù)通道和一個(gè)時(shí)鐘通道組成，而HDMI 2.1則沒有時(shí)鐘通道，而是有四個(gè)數(shù)據(jù)通道。

這樣，HDMI 2.1的信號傳輸速度比以前快。因此，在執(zhí)行噪聲抑制措施時(shí)，必須注意確保信號質(zhì)量不會(huì)受損。

HDMI通信時(shí)，兩個(gè)噪聲問題似乎合理：

輻射噪聲1：來自HDMI的噪聲干擾設(shè)備內(nèi)的Wi-Fi天線，降低Wi-Fi通信靈敏度（系統(tǒng)內(nèi)EMC）。

輻射噪聲2：噪聲來自HDMI設(shè)備或電纜（輻射）

Murata的研究側(cè)重于輻射噪聲1的內(nèi)部系統(tǒng)EMC，并研究了糾正措施。

HDMI 2.0與HDMI 2.1

輻射噪聲圖

HDMI 2.1噪聲抑制

如果為HDMI等高速差分信號線路使用普通噪聲濾波器，則信號質(zhì)量會(huì)下降，信號傳輸不正確。因此，共模扼流線圈 (CMCC) 是合適的解決方案。由于HDMI信號速度快，所以要選擇最適合用于高速信號的CMCC。CMCC安裝在HDMI源側(cè)IC的輸出引腳附近以及接收側(cè)連接器附近。

安裝在IC附近的源側(cè)CMCC可抑制來自源側(cè)傳輸IC的共模噪聲。通過防止共模噪聲在接收側(cè)的傳播實(shí)現(xiàn)了這一點(diǎn)。

接收側(cè)CMCC可以通過保持共模噪聲不進(jìn)入Wi-Fi天線來抑制接收設(shè)備的HDMI信號布線產(chǎn)生的共模噪聲。

HDMI 2.1抑制措施

推薦CMCC
市場上還是有不少CMCC的，但是一定要適用于HDMI 2.1噪聲抑制，可以選擇： DLM0NSB120HY2D、 DLM0QSB120HY2D - 高共模阻抗和出色的噪聲抑制性能、 NFG0QHB542HS2D - 對信號的影響極小。

系統(tǒng)內(nèi)EMC噪聲抑制

首先驗(yàn)證多少HDMI通信對Wi-Fi構(gòu)成影響。這說明，HDMI 2.1通信開始時(shí)，2.4GHz和5GHz頻段的Wi-Fi接收靈敏度下降6dB至10dB。噪聲實(shí)際進(jìn)入Wi-Fi時(shí)，確定它與2.4GHz和5GHz頻段重疊。

Wi-Fi接收器靈敏度

EMC內(nèi)部評估

輻射噪聲的噪聲抑制

要解決噪聲的問題，首先，查看HDMI 2.0和HDMI 2.1噪聲頻譜的差異。

傳統(tǒng)HDMI 2.0的輻射噪聲
在1GHz至3GHz頻段內(nèi)產(chǎn)生大量噪聲

HDMI 2.1的輻射噪聲
在1GHz至6GHz頻段內(nèi)產(chǎn)生噪聲

這表明HDMI 2.1中發(fā)生了更高頻率噪聲。

頻率讀數(shù)

CMCC輻射噪聲抑制結(jié)果

將CMCC (DLM0NSB120HY2) 安裝到源側(cè)可消除HDMI 2.1噪聲。使用CMCC后，依然存在輻射噪聲，但其中大部分是單獨(dú)安裝在源設(shè)備電路板上的DRAM的輻射噪聲。

CMCC輻射噪聲抑制讀數(shù)

檢查對信號質(zhì)量的影響

HDMI 2.1的眼罩測試表明，使用CMCC之后，信號波形完全相同。通過CMCC，交流共模噪聲降低了47%。

對信號質(zhì)量波形的影響

交流共模降噪