スマートテレビの静的保護スキル

以前は、高解像度のデジタルコンテンツは物理ディスクにのみ保存でき、専用のデバイスでのみ再生できました。今日では、ブロードバンド接続がどこにでも普及しており、高解像度のデジタルコンテンツを「クラウド」からコンピューター、スマート携帯電話、またはその他の接続されたデバイスに「ストリーミング」の形式で送信およびカスタマイズできます。従来のテレビは、放送とテレビ番組のみを受信できる独立した端末です。私たちが慣れ親しんでいるネットワーク機能がないため、最終的には時代遅れの製品になってしまいます。したがって、スマート TV 業界が誕生しました。

　　スマート TV は、インターネット機能を統合したテレビを指し、今日の通常のテレビよりも高度なコンピューティング能力とネットワーク機能を提供できます。より高いパフォーマンスを得るために、スマート TV は通常、最新世代のテクノロジーを使用します。集積回路の小型化と高度化が TV セットの開発を促進し続けるにつれて、電磁両立性 (EMC) の分野で新たな課題が現れるでしょう。なぜなら、これらの高速信号インターフェースは、通常の使用下では静電気やケーブルの放電イベントによって脅かされるからです。条件。

　　この記事では、スマート TV で最も一般的で機密性の高い XNUMX つのインターフェイス、HDMI およびギガビットイーサネットインターフェイスに対する保護ソリューションを提供します。

　　 HDMI の ESD/CDE 保護

　　 HDMI (High Definition Multimedia Interface) は導入されて以来、徐々に普及してきました。このインターフェイスは、高解像度デジタルコンテンツの送信のために家庭用電化製品の分野で広く使用されています。ただし、HDMI は高性能インターフェイスであるため、ホットプラグからのケーブル放電やユーザーからの直接的な静電気放電 (ESD) に対して非常に敏感です。

HDMI ベースのシステムは、正常な機能を確保するために、IEC 61000-4-2、レベル 4 (±15kV の空中放電、±8kV の接触放電) の EOS を満たすかそれを超えるように、露出する可能性のあるすべてのインターフェイス信号と電源ピンを保護する必要があります。ストレス) 損傷のない標準要件。 HDMI チップは現在 2.25 Gbps で動作しますが、まもなく 3.4 Gbps に達する予定です。このような高いデータ伝送速度では、信号の完全性とインピーダンス要件への注意は、HDMI コンフォーマンステスト仕様 (CTS) をはるかに超えています。仕様では、すべての HDMI 受信デバイスが高速ラインの差動インピーダンスを 100Ω±15% に維持する必要があります。

　　 3.4Gbps のデータ伝送速度では、容量性負荷を追加せずに低クランプ電圧保護を提供する方法が非常に重要です。低いクランプ電圧に対する過渡サージの影響を効果的に抑制するには、TVS ダイオードにより多くのシリコン面積が必要です。しかし、シリコン面積を増やすと、静電容量も増加します。このジレンマは、サージを処理する TVS ダイオードの周囲に小容量のダイオードアレイを構築することで解決できます。この方法により、強力なサージ保護機能を維持しながら、保護回路の総静電容量を効果的に削減できます。 Semtech は、このアーキテクチャを使用した高度な統合型 TVS デバイスの先駆者であり、高静電容量を犠牲にすることなく優れた保護を得ることができます。

　　RClamp0584J は、この種の統合 TVS 保護デバイスの最良の例です (図 1)。このデバイスは、高速インターフェイス保護製品である RailClamp シリーズの最新の製品です。この 5 線式、6100V 動作電圧保護デバイスの性能は、静電気過渡現象に対する IEC 4-2-4 レベル 1 の保護要件を超えています。図 XNUMX は、このデバイスが独自のパッケージ設計を使用していることも明確に示しています。「フロースルー」パッケージという用語はサンテックから来ています。このパッケージにより、トレースが保護デバイスを直接通過できるため、平衡差動ペアのインダクタンスとキャパシタンスの中断または不整合によって引き起こされる追加の寄生成分が最小限に抑えられます。
HDMI インターフェイスに ESD 保護を追加する場合は、デバイスが信号の完全性に与える影響を最小限に抑える必要があります。アイパターンテストでは、ソースインターフェイス上の信号の歪みを確認できます。アイパターンでは、HDMI アイマスクを囲むビットパターンを使用して、「開いた」アイを形成できます。このクリーンなアイパターンにより、信号の整合性が良好であることが確認できます。図 2 は、アイダイアグラムテストの例を示しています。参考として、左側の図は保護なしの HDMI ビデオ信号、右側の図は TVS 保護デバイスが追加された HDMI インターフェイス信号です。