HDMI高频量测分析-高频量测参数解析.ppt

HDMI高频量测分析 高频量测参数 高频量测的意义 当电子电路的操作频率愈来愈高 电子组件的电气特性就愈难掌握 当组件尺寸或整体电路尺寸与操作频率所对应的波长相比大于一比十时 线路的电感与电容值 或是组件的寄生效应甚至材料特性等 随操作频率增加而被突显出来 因此一条走线不再是一个单纯的连接线 组件也不再由一个单纯的理想值所决定 而得由许许多多的等效电路来表示 此时便无法用电表量得一个单纯的值 而须以较高频的电磁特性或传输线理论 transmissionlinetheory 来加以分析 开路 短路 开路 Open 是指电路中两端点不连接任何组件或产生断路 其开路两端点的电流为零 信号无法继续通过 短路 Short 是指电路中两端点直接接触或零电阻值的路径 其短路两端点的电位差为零 标准负载 Load 标准负载 Load 是指电路中两端点连接一负载 其负载与所输入之值匹配 输入端经由负载的传输没有反射 高频的讯号也就不会失真或变形 驻波比 该值表示同轴传输线反射品质的另一种方式 最大电压和最小电压的比值就是驻波比 其计算公式如下 如果负载等于参考电压的话 Z0 ZL 驻波比是 1 如果负载是断路或短路的话 驻波比会趋近于 衰减 Attenuation 是指输出端功率 Pout 比入射功率 Pin 降低了多少 并且以dB的型式表示 其计算公式如下 依美国ASTM D 4566 94标准 量测温度应在周围室温20 2 下执行 若无法此温度量测 而改在其它合理温度下量测 则需进行温度补偿 以求得20 时量测 T 在T C时所量到的衰减 T 量测时的温度 20 补偿到20 C的衰减 所得到的数据 温度补偿的公式如下 波速比 VelocityofPropoagtion 反映绝缘介电物质阻碍高频讯号波的传递的现象 传播速度与光速的百分比 因此传播速度主要是由中心导体和被覆之间的绝缘物质的介电系数 r 来决定 vp phasevelocity d phasedelay ns overLANcablewithlengthLL cablelength m C lightspeed0 3m ns 传播延迟 VR Delay 是指固定频率下讯号波 经过固定长度的待测物所需之时间 延迟可由下式计算 TimeDelay 传播延迟时间差 DelaySkew 是指不同的讯号到达接收端的时间差 可分为 差分对内延迟差 Intra pairSkew 差分对间延迟差 Inter pairSkew 两种 串音 Crosstalk 两线路之间互相干扰的电磁噪声 而随着频率之升高而增加 近端串音 NEXT 远程串音 FEXT 输出入远程串音 IOFEXT 等准远程串音 ELFEXT 功率和 PowerSum 上升时间衰退或频宽 Risetime 指讯号通过待测物时波形上升时间衰退的情形 上升时间越长 高频衰退的越严重 可使用的频宽范围也就越小 0 35 上升时间衰退 ps 频宽 GHz HDMI高频量测分析 HDMI成品线的高频量测参数 HDMI连接器的高频量测参数 衰减 插入损耗 衰减 插入损耗 用 表示 是指输出电压Vout与输入电压Vin相比 信号损耗剩下多少 一般用NA来量测 可由仪器直接量得 并且以dB的型式表示 其计算公式如下 10lg Pout Pin 20lg Vout Vin 请思考 的最大值是多少 串音 1 串音 用Xtalk来表示 定义了两线路之间的相互电磁干扰 一般随信号频率升高而增加 分为两大类 可以用NA或TDR来量测 计算公式如下 Xtalk 10log P干擾 Pin 20log Vout Vin indBbyNAXtalk Vout Vinin byTDR串音主要分为两大类 近端串音 NEXT 20log Vnear Vin indBorVnear Vinin 远端串音 FEXT 20log Vfar Vin indBorVfar Vinin 请思考 如果Xtalk数值越接近于0dB 或者近100 时 表示相互电磁干扰情况越少还是越严重 特性阻抗 传输线受其结构的影响 当有一高频信号传输时 导体内各点电压与电流的特性比 其公式如下 以上公式成立的条件是 G R 很小 且f 0 依传输信号形式不同 量测出的阻抗可分为以下三种 单端阻抗 SingleEnded Zse差动阻抗 DifferentialMode Zdiff共模阻抗 CommonMode Zcom依HDMI规定选取的位置不同 量测出的阻抗可分为 Cable DifferentialImpedance Zdiff 原线材 差动阻抗Connector Differential Impedance Zconn 接头 差动 阻抗Transitionarea Differential Impedance 过渡区 差动 阻抗阻抗不匹配会造成高频信号的反射 从而干扰信号源的接收情况 同时也会造成衰减特性较差 传播延迟时间 传播延迟时间 是指信号在传输线上 由输入端到达接收端所需时间 依信号形式可分为 一 单端延迟 SingleEndedDelay 二 差动延迟 DifferentialModeDelay 三 共模延迟 CommonModeDelay 传播延迟时间差 指在不同的信号线上 信号到达接收端的时间差 也就是Delay的差值 常见的Delay可分为两种 對内延迟差 是指输入差分信号下 同一对线内两导线的Single endDelay的差值 此参数量测 可在TDR上设定Differential信号 一次直接量得 对间延迟差 是指不同对线之间的DifferentialDelay的差值 此参数是分两次以上 依线对数而定 量测再计算得到的 一组成品线量测结果 Attenuation I