HDMI2.1的降噪措施

1.前言

HDMI是一種差動數(shù)字接口，為傳輸數(shù)字影像與語音而設計，主要運用于AV市場。HDMI2.1對傳統(tǒng)的HDMI2.0進行了擴展，速度是以前的兩倍。

Enhance picture quality

Background

HDMI2.1的最大數(shù)據(jù)傳輸量是傳統(tǒng)HDMI2.0的大約2.7倍，而每個通道的最大信號傳輸速度則高達2倍。

此外，HDMI2.0由3條數(shù)據(jù)線和時鐘線構(gòu)成，而HDMI2.1沒有時鐘線，數(shù)據(jù)線則增加到4個通道。

這樣，HDMI2.1可比傳統(tǒng)HDMI2.0的信號傳輸更高速，因此在采取降噪措施時，需要注意不要損壞信號質(zhì)量。

HDMI通信可能會存在以下兩種噪聲問題。

輻射噪聲①：HDMI產(chǎn)生的噪聲在設備內(nèi)部干擾Wi-Fi天線，導致Wi-Fi通信靈敏度降低 (內(nèi)部系統(tǒng)EMC)

輻射噪聲②：HDMI設備或電纜產(chǎn)生噪聲(輻射)

此處我們將著重就輻射噪聲①的內(nèi)部系統(tǒng)EMC來研究降噪措施。

2. HDMI2.1的降噪措施

如將普通的噪聲濾波器用于類似HDMI的高速差動信號線，則會造成信號質(zhì)量變差，從而導致無法很好地傳輸信號，因此最好使用共模扼流圈（CMCC）。由于HDMI的信號速度快，因此請選擇更適合高速信號的CMCC。

將CMCC安裝在HDMI的Source一側(cè)IC輸出管腳附近和Sink一側(cè)連接器附近?？赏ㄟ^安裝在Source一側(cè)IC附近的CMCC來抑制由Source一側(cè)的Transmission IC產(chǎn)生的共模噪聲，從而防止共模噪聲傳播至Sink一側(cè)。

可通過Sink一側(cè)的CMCC來抑制由Sink設備的HDMI信號線產(chǎn)生的共模噪聲，從而防止共模噪聲耦合到Wi-Fi天線。

內(nèi)部系統(tǒng)EMC措施

首先，通過HDMI通信確認了對Wi-Fi造成的影響程度。開始HDMI2.1通信后，確認了Wi-Fi的接收靈敏度在2.4GHz頻段、5GHz頻段下降了6-10dB。如果確認實際侵入Wi-Fi的噪聲，會發(fā)現(xiàn)2.4GHz頻段和5GHz頻段重疊。

Wi-Fi Receiver sensitivity

Evaluation of Intra-EMC

安裝CMCC（DLM0NSB120HY2）可改善3-4dB。

Wi-Fi Receiver sensitivity

3. 輻射噪音的降噪措施

接下來對輻射噪音的降噪措施進行了調(diào)查。

首先，確認了HDMI2.0和HDMI2.1的噪聲譜之間所存在的差異程度。

傳統(tǒng)HDMI2.0的輻射噪聲

→在1GHz～3GHz的頻段中產(chǎn)生broad噪聲

HDMI2.1的輻射噪聲

→在1GHz～6GHz的頻段中產(chǎn)生噪聲

可知HDMI2.1產(chǎn)生噪聲的頻率更高。

CMCC的輻射噪聲降噪措施結(jié)果

在Source一側(cè)安裝CMCC(DLM0NSB120HY2)可消除HDMI2.1的噪聲。

另外，雖然使用CMCC后還會存在殘留的輻射噪聲，但這多數(shù)是另外搭載在Source一側(cè)設備電路板上的DRAM產(chǎn)生的輻射噪聲。

對信號質(zhì)量的影響確認

HDMI2.1眼圖遮罩測試顯示，CMCC使用前后的信號波形相同。

使用CMCC，AC共模噪聲下降了47%。

4. 總結(jié)

Wi-Fi 接收靈敏度下降措施
HDMI2.1通信時存在Wi-Fi接收靈敏度下降的問題，但使用CMCC后得以改善。

輻射噪聲降噪措施（噪聲發(fā)射改善措施）
HDMI2.1會在1GHz到6GHz的范圍內(nèi)產(chǎn)生輻射噪聲，但使用CMCC后得以改善。

對信號波形的影響
即使安裝了CMCC，也未對眼圖遮罩測試產(chǎn)生影響。
使用CMCC后，AC共模電壓得以降低。

本次介紹的CMCC