華秋干貨鋪 | HDMI接口需注意的PCB可制造性設(shè)計(jì)問題

高清多媒體接口（High Definition Multimedia Interface）簡(jiǎn)稱HDMI，是一種全數(shù)字化視頻和聲音發(fā)送接口，可以 同時(shí)發(fā)送未壓縮的視頻及音頻信號(hào) ，且發(fā)送時(shí)采用同一條線材，大大簡(jiǎn)化了系統(tǒng)線路的安裝難度，所以應(yīng)用非常廣泛，比如常用于電視機(jī)、機(jī)頂盒、DVD播放機(jī)、個(gè)人計(jì)算機(jī)、游戲主機(jī)、數(shù)字音響等設(shè)備。

HDMI接口的常見類型

HDMI連接器件最高數(shù)據(jù)傳輸速度為48Gbit/s，無(wú)需在信號(hào)傳送前進(jìn)行D/A或者A/D轉(zhuǎn)換。大家可以了解下常見的五種接口類型。

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HDMI A Type

HDMI A Type是使用最廣泛的一種，采用19pin，寬度和厚度分別為13.9毫米、4.45毫米，它類似于DVI Single-Link傳輸，在我們?nèi)粘Ｉ钪惺褂玫慕^大部分 影音設(shè)備都有這個(gè)接口 。

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HDMI B Type

此類型的HDMI比較少見，它主要用于專業(yè)級(jí)的場(chǎng)合，采用29pin，寬度有21毫米，在傳輸速率上，HDMI B Type具備有 兩倍的HDMI A type數(shù)據(jù)傳輸能力 ，相當(dāng)于DVI Dual-Link。

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HDMI C Type

HDMI C Type一般我們稱為Mini HDMI，它主要為小型設(shè)備設(shè)計(jì)，同樣采用19pin，但寬度只有10.42毫米，厚度有2.4毫米，比較小巧，它主要 應(yīng)用在便攜式設(shè)備上 。

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HDMI D Type

HDMI D Type俗稱Micro HDMI，它基于Mini HDMI的基礎(chǔ)進(jìn)一步縮小，同樣采用19pin，寬度只有6.4毫米，厚度2.8毫米， 類似于Mini USB接口 。

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HDMI E Type

HDMI E Type主要用于 車載娛樂系統(tǒng)的音視頻傳輸 ，由于車內(nèi)環(huán)境的不穩(wěn)定性，HDMI E Type在設(shè)計(jì)上具備抗震性、防潮、耐高強(qiáng)度、溫差承受范圍大等特性。

這幾種HDMI接口之間 并沒有做到完全的兼容 ，也就是說(shuō)A型頭不能通過(guò)轉(zhuǎn)接設(shè)備連接到B型頭，B型頭又不能轉(zhuǎn)接成C型頭，不過(guò)由于A型頭和C型頭僅僅是物理尺寸不一樣，他們之間是可以通過(guò)轉(zhuǎn)換設(shè)備實(shí)現(xiàn)兼容的。

HDMI接口的引腳定義

以HDMI A Type為例 ↓ ↓ ↓

當(dāng)信源設(shè)備和接收設(shè)備通過(guò)HDMI線連接后，會(huì)首先接通1-17、19管腳，最后再連接第18管腳。

當(dāng)接收設(shè)備第18管腳被連通，并接收到+5V電壓時(shí)，會(huì)把第19管腳的HPD信號(hào)變?yōu)楦唠婎l，通知源端可以 開始接收帶有接收端設(shè)備各種信息的E-EDID數(shù)據(jù) （增強(qiáng)型擴(kuò)展顯示識(shí)別數(shù)據(jù)），此時(shí)源端則可以開始通過(guò)DDC（顯示數(shù)據(jù)通道）接收E-EDID信息。

至此，源端和接收端之間的初始化完畢，并在二者之間建立了一條數(shù)據(jù)通道。在此通道建立以后，設(shè)備是否能夠自動(dòng)跳轉(zhuǎn)到HDMI發(fā)送/接收狀態(tài)，則需要 由設(shè)備本身的軟件來(lái)進(jìn)行控制 。

HDMI接口的PCB設(shè)計(jì)

HDMI座子盡可能達(dá)到與芯片之間 距離最短 ，從而使 衰減達(dá)到最小化 。為了使差分信號(hào)正常傳輸，不同電氣長(zhǎng)度的走線會(huì)引起信號(hào)之間的相移，也會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重EMI問題，理想情況下，四對(duì)差分走線長(zhǎng)度應(yīng)該相等。

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ESD保護(hù)器件一定要靠近HDMI的座子放置，且采用小封裝的上拉電阻和ESD保護(hù)器件，小的焊盤的封裝在阻抗上具有更小損耗。

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信號(hào)線的匹配電阻，起防ESD作用和微調(diào)阻抗用途，通?？拷遄胖茫瑑蓚€(gè)電阻須并排放置。

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差分線的阻抗標(biāo)準(zhǔn)是100歐(+/-10%)，四對(duì)差分線之間的誤差為10mil，對(duì)內(nèi)差分線的誤差為5mil，四對(duì)差分線的間距要保證在15mil以上。

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鄰近GND層走線，換層打孔處需添加回流地過(guò)孔，過(guò)孔就近打孔原則，使ESD保護(hù)器件、過(guò)孔和上拉電阻之間的Stub盡可能的短。

HDMI接口PCB設(shè)計(jì)的可制造性檢查

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阻抗線

在制造過(guò)程中阻抗線的公差是+/-10%，普通走線一般是+/-20%，阻抗線要求更加精確，因此阻抗線設(shè)計(jì)最好大于普通線最小的制成能力。

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阻焊開窗

HDIM有貼片引腳，也有插件引腳，檢查HDMI器件要注意的是引腳不能漏開窗，再則就是貼片引腳的阻焊橋，開窗的阻焊橋需大于4mil，否則不同網(wǎng)絡(luò)的引腳容易連錫短路。

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引腳槽孔

HDMI的插件引腳孔一定要注意，引腳槽孔經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)漏引腳孔的問題發(fā)生，漏引腳孔一般都是在轉(zhuǎn)生產(chǎn)文件時(shí)，引腳槽孔在另外一層導(dǎo)致漏轉(zhuǎn)引腳槽孔，造成缺引腳孔無(wú)法插件。

而 華秋DFM軟件 ，是一款可制造性檢查的工藝軟件，對(duì)于HDMI連接器的PCB可制造性，其 一鍵DFM分析功能 ，可以快速檢查最小的線寬、線距，焊盤的大小，阻焊橋以及是否漏引腳孔等工藝項(xiàng)，可以提前預(yù)防HDMI連接器的PCB是否存在 可制造性問題及設(shè)計(jì)隱患等風(fēng)險(xiǎn) 。