移動高清連接技術發送端靜噪對策
發布時間:2011-12-28 來源:村田製作所
中心議題:
- 差分傳輸信號線靜噪濾波器的選擇方法
- MHL信號線產生的輻射噪聲
- 移動高清連接技術發送端靜噪對策
解決方案:
- 使用共模扼流線圈
前言
MHL (Mobile High-Definition Link移動高清連接技術)是Silicon Image, Inc.所研發出來的連接便攜式消費電子裝置的影音標準接口,MHL 僅使用一對信號線就可以完成音頻/視頻數據的傳輸(MHL的數據傳輸速率為2.25Gbps)。此外,MHL技術還具有以下功能:
(1)MHL將高清影像以及數字音頻傳送至MHL接收端(接收設備:HDTV等)的同時,由接收端向發送端(源設備:便攜式消費電子裝置等)提供電源用於充電;
(2)由於傳送所需的信號線較少*1,無需在設備上準備如HDMI這樣的專用接口,有效減少了源設備上的接口數目*2。
隨著數字電視以及智能手機等便攜式設備的普及與推廣,消費者對於隨時隨地傳送數字高清內容到個人移動設備上的需求與日遞增,MHL將會是未來主流。另一方麵,由於近年來,便攜式設備上配備的無線係統越來越多,如GPS、W-LAN、3G等deng,與yu這zhe些xie係xi統tong形xing成cheng的de電dian磁ci幹gan擾rao已yi成cheng為wei我wo們men所suo不bu得de不bu麵mian臨lin的de重zhong大da問wen題ti。為wei了le消xiao除chu這zhe些xie電dian磁ci幹gan擾rao,各ge接jie口kou需xu要yao適shi宜yi地di進jin行xing靜jing噪zao處chu理li。本ben文wen將jiang就jiuMHL發送端靜噪處理的最佳方案進行說明。
差分傳輸信號線靜噪濾波器的選擇方法
通tong過guo濾lv波bo器qi來lai消xiao除chu差cha分fen傳chuan輸shu信xin號hao線xian所suo產chan生sheng的de噪zao聲sheng的de同tong時shi,需xu要yao選xuan擇ze具ju有you高gao效xiao靜jing噪zao性xing能neng,且qie不bu影ying響xiang波bo形xing質zhi量liang的de濾lv波bo器qi。在zai差cha分fen傳chuan輸shu信xin號hao線xian靜jing噪zao處chu理li中zhong,使shi用yong共gong模mo扼e流liu線xian圈quan將jiang更geng加jia有you效xiao。共gong模mo扼e流liu線xian圈quan對dui於yu差cha分fen信xin號hao不bu產chan生sheng任ren何he阻zu抗kang,但dan對dui於yu共gong模mo信xin號hao是shi一yi個ge很hen大da的de阻zu抗kang,可ke對dui過guo大da的de共gong模mo幹gan擾rao電dian流liu進jin行xing有you效xiao抑yi製zhi。
這次,我們將使用實際配備了MHL的便攜式終端 (以下簡稱EUT) ,通過觀察MHL信號線產生的輻射噪聲和傳輸的波形質量,來共同見證共模扼流線圈的高效性能。
MHL信號線產生的輻射噪聲
用MHL 適配器電纜連接EUT和液晶電視,開始測量MHL信號線產生的輻射噪聲。MHL使用效果圖如圖1所示,測量結果如圖2所示。由於目前支持MHL的接收設備還未實現產品化,因此我們使用適配器電纜將MHL輸出轉換成HDMI。根據測量結果,我們可以清晰地看到30MHz~1GHz範圍內,產生了約75MHz間隔的高輻射噪聲。

圖1:MHL使用效果圖

圖2:MHL使用效果圖
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接下來,MHL信號波形的測量結果如圖3所示。圖3中顯示的是MHL信號的差模成分和共模成分。從圖3我們可以清晰地看到MHL信號中不僅存在差模成分 (差分波形) ,還存在著共模成分。

圖3:MHL信號波形的測量結果
接下來讓我們考察一下哪種成分將對輻射噪聲產生影響。
圖4顯示的是差分信號的電流方向和磁場的關係。從圖4我們可以看出,當差分傳輸信號線內的信號流為理想的差模時,1duixinhaoxianneidedianliufangxiangxiangfan,qiedaxiaoxiangdeng,chanshengdecichangbeixiaochu,buyichanshengfushezaosheng。lingyifangmian,chafenchuanshuxinhaoxianneidexinhaoliuweigongmodeqingkuangxia,citonglianghuxiangzengqiang,jiyichanshengfushezaosheng。

圖4:差分信號的電流方向和磁場
所以,作為靜噪的主要技術手段,使用共模扼流線圈來有效靜噪的主要因素——共模成分。但是,為了滿足MHL的波形質量規格*3,需要設置共模扼流線圈的共模阻抗。
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使用共模扼流線圈時的靜噪效果、以及信號波形評測
圖5顯示的MHL信號線使用各種共模扼流線圈時的輻射噪聲/信號波形評測結果。共模扼流線圈在產生噪聲的30MHz~1GHz頻率段內,按照阻抗由高到低的順序,分別使用以下3種類型(90Ω、45Ω、15Ω@100MHz) (靜態特性請參考圖6) 來進行測量。

圖5:MHL信號線使用各種共模扼流線圈時的輻射噪聲/信號波形評測結果

共模阻抗 Zc

差模傳輸特性 Sdd21
圖6:各種共模扼流線圈的靜態特性 (Zc,Sdd21)
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根據輻射噪聲評測結果,我們不難看出,使用的共模扼流線圈阻抗越高,靜噪效果也就越好。特別是在頻率較低的200~400MHz範(fan)圍(wei)內(nei),使(shi)用(yong)不(bu)同(tong)阻(zu)抗(kang)所(suo)獲(huo)得(de)的(de)靜(jing)噪(zao)效(xiao)果(guo)非(fei)常(chang)顯(xian)著(zhu)。另(ling)一(yi)方(fang)麵(mian),很(hen)顯(xian)然(ran),使(shi)用(yong)的(de)共(gong)模(mo)扼(e)流(liu)線(xian)圈(quan)阻(zu)抗(kang)越(yue)高(gao),共(gong)模(mo)的(de)波(bo)形(xing)質(zhi)量(liang)就(jiu)越(yue)是(shi)下(xia)降(jiang)。反(fan)過(guo)來(lai)使(shi)用(yong)阻(zu)抗(kang)較(jiao)低(di)的(de)共(gong)模(mo)扼(e)流(liu)線(xian)圈(quan)時(shi),雖(sui)然(ran)可(ke)以(yi)減(jian)輕(qing)對(dui)波(bo)形(xing)質(zhi)量(liang)的(de)影(ying)響(xiang),但(dan)是(shi)不(bu)能(neng)獲(huo)得(de)關(guan)鍵(jian)的(de)靜(jing)噪(zao)效(xiao)果(guo)。
因此,MHL靜噪對策的關鍵是選擇適當的共模扼流線圈,使得在規格允許的範圍內,適度歪曲共模波形的同時,獲得最佳靜噪效果。
為此,本公司隆重推薦DLP11RN450UL2 (圖5、6內的45Ω種類;外觀: 見圖7),作為MHL發送端靜噪處理所采用的用共模扼流線圈,DLP11RN450UL2兼顧靜噪效果和共模/差模的波形質量,很好的保持了兩者的平衡。從圖5我們可以看到,在測量頻率30MHz~1GHz的整個頻率範圍內,獲得了非常高的靜噪效果。同時對於信號波形質量,經確認對規格沒有影響*3。

圖7:DLP11RN450UL2 外觀圖
總結
使shi用yong滿man足zu上shang述shu選xuan擇ze要yao點dian的de共gong模mo扼e流liu線xian圈quan,可ke以yi維wei持chi信xin號hao波bo形xing質zhi量liang的de同tong時shi,有you效xiao抑yi製zhi輻fu射she噪zao聲sheng。今jin後hou,我wo們men將jiang繼ji續xu開kai展zhan靜jing噪zao對dui策ce方fang麵mian的de研yan究jiu,即ji將jiang開kai始shi普pu及ji的deMHL將會是未來主流,我們將為您提供最佳的靜噪解決方案。
*1 HDMI的連接器管腳數: 19個管腳, MHL: 5個管腳
*2 支持 USB功能。對於已配置標準USB連接器的便攜式設備,USB與 MHL 采用同一連接器,有效減少了設備上的接口數目。
*3 關於MHL的波形質量規格,請參考MHL Specification。
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