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标题: 浅谈HD-SDI新型防护设计注意事项 [打印本页]
作者: spsemi88 时间: 2015-1-30 09:36
标题: 浅谈HD-SDI新型防护设计注意事项
本帖最后由 spsemi88 于 2015-1-30 09:38 编辑
瞬雷电子一直主导以符合客户的实际需求为前提来设计防护方案。一个好的方案大致要做以下几点:
1、 尽可能满足系统性能的要求,即对原有的信号无衰减及不良影响;
2、 防护方案本身要具备良好的稳定性,包括环境条件的变化情况;
3、 防护方案本身的成本要尽量优化,在可能的情况不允许任何的累赘;
4、 浪涌设计方案要尽可能满足系统环境需求与防护标准。
HD-SDI 做为一种实时高清技术,越来越被外界所关注,目前已经有相当部分客户的工程师在研究这个项目,并且已有大部分产品已经被使用,但他的综合性能还是欠缺的,譬如:防护设计。
HD-SDI 实时高清技术,在综合系统中包括发射端和接收端,那他在设计中主要有哪些是值得我们需要注意的,下面就围绕这个主题展开。
首先我们来为HD-SDI来选择芯片及其附属电路-------以下电路来自芯片厂家:
值的注意的是,不同厂家的芯片上面的附属电路是不一样的,主要表现在补偿电感(5.6nH/6.8nH)或发射端电容(4.7uf)或接收端电容(1uf),为保证上述系统的稳定性,上述部件误差在5% 以内。也正好说明我们的防护电路添加进来时,某些部件的误差是需要控制的,特别是影响系统阻抗特性的器件。
其次我们来看一般防护电路的构架如图1所示:
第一级:大能量的泻放(电压触发型);
退耦电路:协调第一级电路与第二级电路,保证第二级电路不会损坏,适当可以控制残压的大小;
第二级:较小能量的释放与箝位,保护后端电路。
第一级GDT 与第二级ESD 除了考虑本身释放电流的能力之外,就是本身器件的寄生电容不能影响系统的性能。
一般GDT选择贴片封装(DO-214AA)SPA090F , file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image008.gif ; ESD 选择贴片封装(SOD-323)TUSD03FB,file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image010.gif .
退耦电路的选择:
类别 | | |
| 封装不能过大,一般为1206封装,阻值约5欧姆,随环境温度变化较小,成本较低 | 耐压不够,易击穿,瞬态承载浪涌电流能力较小,绕线电感不支持系统频率(1.485GHZ-2.97GHZ) |
| | 阻值不稳定,随环境温度变化较大,寄生参数亦无法满足上述要求 |
| | |
似乎上述没有一种退耦元件可以很好地满足现有系统的需求,回答是肯定的。那该怎么办?
在设计的概念上,瞬雷电子工程师们突破传统思维的影响,积极利用现有电路的特点,在百分百达到性能的同时,又综合了成本的因素。由瞬雷电子设计的浪涌退耦元件STAR FILTER SERIVES完全可以实现上述设计。
适用于HD-SDI电路的浪涌防护设计构架如图2所示:
与一般防护电路的构架图1差别在与中间的退耦电路变换为浪涌退耦元件STAR.
他的特点是对HD-SDI信号呈现较低的阻抗特性,对浪涌或突波等呈现较高的阻抗特性。其封装完全可以符合0603或1206的标准封装要求,对于HD-SDI的75ohm 阻抗特性不会受到任何影响。客户端眼图测试已经通过。
通过实验的评估与测试,雷击时10/700us-6kv,测得的残压小于10V。
如图3所示。
考虑第一级电路GDT的反应速度和残压,系统布线时的阻抗特性,这里推荐1206封装或0603封装的STAR FILTER,型号可选SF3或SF1。作为防雷电路,防护器件的泻放地,也必须和输入、输出地进行严格的分割,敏感的数据线也必须满足上述的需求,另外在此,地的连续性和分布显得尤为重要,所以一般建议防护地与系统地要进行分割。
综上所述,推荐发射端综合方案如图4:
1、 解决了之前HD-SDI实时高清方案无法达到3GHZ的频率带宽问题;
2、解决之前方案退藕元件封装过大导致信号失真的问题;
3、解决了之前方案退藕元件导致信号衰减的问题;
4、解决了之前退耦元件影响系统稳定性的问题;
5、测试通过10/700us--6kv;1.2/50us&8/20us6kv; Contact discharge 8kv;Air discharge 15kv。符合IEC61000-4-5 及IEC61000-4-2 等标准规范要求。
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