CN203086120U - Hdmi防护电路及盒 - Google Patents

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Abstract

一种HDMI防护电路及盒，包括HDMI接口，该HDMI接口的TMDS通道的各信号线分别连接有浪涌保护器件，尤其是，该HDMI接口的时钟通道、DDC通道和HEAC通道的各信号线也分别连接有浪涌保护器件；所述TMDS通道、时钟通道、DDC通道和HEAC通道的各信号线还分别连接有ESD保护器件。所述防护盒还包括盒体，两个与HDMI接口相连的HDMI座嵌套在盒体的开口处。采用本实用新型，HDMI设备的防护能力轻松达到标准。

Description

HDMI防护电路及盒
技术领域   本实用新型涉及图像通信系统传输中的电路防护，尤其涉及设备的HDMI接口防护。
背景技术    随着HDMI（High Definition Multimedia Interface，高清多媒体接口）使用的日益广泛，带有HDMI输出口的信号源（例如但不限于蓝光播放器）和HDMI输入口的显示设备（例如但不限于高清电视）在音视频系统中越来越多。
实践发现，这些HDMI设备因HDMI接口周围的芯片等电子器件很容易损坏而受损，分析大致原因如下：
1）静电危害导致。人体往往携带几千甚至上万伏的静电，若插拔HDMI线缆时人体接触到HDMI设备的金属部分，则会产生静电放电（ESD），放电电流根据泻放路径不同而不同，大小甚至可高达数十安培。放电电流可能流经HDMI接口周围的电子器件从而对它们造成严重损害。
2）由于家居布线的日趋复杂，可能使用了较长的HDMI线缆，例如大于10米，线缆当长期被闲置不用时，会因环境湿度等原因累积电荷；一旦这些电荷未经消除而直接经HDMI线缆接入HDMI设备，会产生电缆放电事件（CDE）。与静电放电相类似，电缆放电所产生的非常大的电流也将对HDMI接口电路组成损害。
3）雷电直接击中HDMI设备所使用的电力系统时，会注入极大的脉冲电流，但此种情况发生概率极低。常见的情况是因为电力系统的电缆、建筑物的金属部分或室外引入室内的电缆因感应雷电电磁场而产生的瞬间高电压及高电流(称为浪涌电压和浪涌电流)对HDMI设备电子器件造成损害。此外，
4）HDMI设备通电工作时工作电流会在流经的电子器件周围形成电磁场，当快速开关设备电源时，由于电磁场的快速变化，设备内部也会产生可能损坏电子器件的浪涌现象(Surge)。
现有HDMI设备的不足之处在于，这些设备往往只在HDMI接口的TMDS(最小化传输差分信号)通道即高速信号通道上实现对浪涌的防护，而缺少在该高速信号通道上对静电放电以及电缆放电事件采取防护手段，并且完全忽略了对HDMI接口的DDC通道(显示数据通道)、HEAC通道(以太网和音频返回通道)这些低速信号通道的保护，因此，一旦HDMI接口周边电子器件被损坏该HDMI设备的工作也受到影响。
发明内容    本实用新型要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足之处，而提出一种防护电路及盒，对HDMI接口进行全面保护来达到保护HDMI设备的目的。
作为实现本实用新型解决上述技术问题的技术方案是，提供一种HDMI防护电路，包括HDMI接口，该HDMI接口的TMDS通道的各信号线分别连接有浪涌保护器件，尤其是，该HDMI接口的时钟通道、DDC通道和HEAC通道的各信号线也分别连接有浪涌保护器件；所述TMDS通道、时钟通道、DDC通道和HEAC通道的各信号线还分别连接有ESD保护器件。
上述方案中，所述浪涌保护器件为专用的浪涌保护芯片，或所述ESD保护器件为专用的ESD保护芯片。当所述浪涌保护芯片型号为Rcalmp3304N时，时钟通道和第一TMDS通道的共四根信号线分别连接到第一颗浪涌保护芯片的各相应引脚上，第二TMDS通道和第三TMDS通道的共四根信号线分别连接到第二颗浪涌保护芯片的各相应引脚上， DDC通道和HEAC通道的共四根信号线分别连接到第三颗浪涌保护芯片的各相应引脚上。当所述ESD保护芯片型号为Rcalmp0524P或uClamp0511T时，时钟通道、第一TMDS通道的共四根信号线分别连接到第一颗Rcalmp0524P芯片的各相应引脚上，第二TMDS通道和第三TMDS通道的共四根信号线分别连接到第二颗Rcalmp0524P芯片的各相应引脚上，DDC通道、HEAC通道的共四根信号线分别连接到uClamp0511T的各相应引脚上。
进一步地，还分别在所述时钟通道和第一TMDS通道与所述第一颗浪涌保护芯片的各连接中，以及在所述第二TMDS通道和第三TMDS通道与所述第二颗浪涌保护芯片的各连接中串接入高频滤波磁珠组。
作为实现本实用新型解决上述技术问题的技术方案是，提供一种HDMI防护盒，包括盒体和电路板；该电路板包括上述任一HDMI防护电路，还包括两个与HDMI接口相连的HDMI座，所述HDMI座嵌套在盒体的开口处。
进一步地，所述盒体上带有一根接地线。  
这些措施使HDMI接口得到更全面有效的保护，且这些保护措施对HDMI信号传输质量的影响更小。防护盒产品本身可以尺寸很小、重量很轻。
附图说明    图1为本实用新型电路原理图；
图2为本实用新型盒体外观示意图；
图3示意了图2外观的翻转面；
图4为图1的具体线路实施例。
具体实施方式   下面，结合附图所示之最佳实施例进一步阐述本实用新型。
如图1所示，本实用新型HDMI防护电路包括HDMI接口，或者是HDMI输入接口，或者是HDMI输出接口，或是HDMI输入接口及输出接口的互连组合；HDMI接口的TMDS通道的各信号线分别连接有浪涌保护器件，HDMI接口的时钟通道、DDC通道和HEAC通道的各信号线也分别连接有浪涌保护器件；所述TMDS通道、时钟通道、DDC通道和HEAC通道的各信号线还分别连接有ESD保护器件。
所述浪涌保护器件或所述ESD保护器件可以如图所示采用分立电子元件来搭建完成。为了节省布线空间及提高效率，所述浪涌保护器件或所述ESD保护器件还可以采用专用的浪涌保护芯片或ESD保护芯片。
图4的线路最佳实施例以采用专用芯片为例：浪涌保护芯片型号例如但不限于SEMTECH公司的Rcalmp3304N，ESD保护芯片型号例如但不限于SEMTECH公司的Rcalmp0524P或uClamp0511T，限于芯片的保护通道数量，本实施例电路中包括有多片Rcalmp3304N和Rcalmp0524P。其中，时钟通道和第一TMDS通道的共四根信号线CLK-、CLK+、DATA0-、DATA0+分别连接到第一颗浪涌保护芯片U3的各相应引脚上，同时这四根信号线CLK-、CLK+、DATA0-、DATA0+还分别连接到第一颗ESD保护芯片U2的各相应引脚上；第二TMDS通道和第三TMDS通道的共四根信号线DATA1-、DATA1+、DATA2-、DATA2+分别连接到第二颗浪涌保护芯片U5的各相应引脚上，同时这四根信号线DATA1-、DATA1+、DATA2-、DATA2+还分别连接到第二颗ESD保护芯片U4的各相应引脚上；DDC通道和HEAC通道的共四根信号线SCL、SDA、HEAC+、HPD_HEAC-分别连接到第三颗浪涌保护芯片U1的各相应引脚上，同时这四根信号线SCL、SDA、HEAC+、HPD_HEAC-还分别连接到各贴片芯片U6~U10（uClamp0511T）的相应引脚上。
为了减少所述Rcalmp3304N芯片对地电容对高速信号的影响，本实施例中还在所述时钟通道和第一TMDS通道与所述第一颗浪涌保护芯片U3的各连接中，以及在所述第二TMDS通道和第三TMDS通道与所述第二颗浪涌保护芯片U5的各连接中分别串接入高频滤波磁珠组，每一所述高频滤波磁珠组例如但不限于采用1~3个muRata公司的BLM18HG102SN1D和BLM15BD102SN1D贴片元件。该措施可以保证信号传输的质量。
所述HDMI接口还包括至少一个HDMI座，尤其是带固定耳式的镀金HDMI座，可以提高使用寿命内的插拔次数甚至达到10000次，及配接带固定螺丝的HDMI线缆来增强连接的可靠性，防止意外造成线缆的松动或脱落。
图2示意了本实用新型防护盒的外形。本实用新型防护盒包括盒体和电路板，电路板包括上述HDMI防护电路，还包括如图4所示的至少两个与HDMI接口相连的HDMI座J1和J2，该HDMI座J1和J2分别用作为HDMI输入接口和HDMI输出接口。实际使用本实用新型防护盒时，若用在两个HDMI设备之间的串接，该J1和J2输入输出接口各接一根HDMI线缆(长度可自定，用于替换HDMI设备之间连接的一根HDMI线缆）来对接一个HDMI设备；或可通过一根HDMI线缆来单独接入一个HDMI设备的HDMI输入或输出接口，来增强该HDMI设备的防护能力。如图2及图3所述HDMI座（J1、J2）嵌套在盒体的开口处。本实用新型防护盒还可以附带一根接地线，通过螺丝安装到如图3所示的HDMI座的固定耳螺丝孔，用来把盒体接地，使放电电流直接流入大地来进一步减弱放电电流对盒体内部电路板上电子元器件的冲击。
模拟实验证明，在HDMI设备的电路上添加本实用新型电路，或在HDMI设备上外接本实用新型防护盒，或在两个HDMI设备间接入本实用新型防护盒均可以更有效地保护HDMI设备，使HDMI设备的防护能力达到IEC 61000-4-2/4/5之标准。

Claims (9)

1.一种HDMI防护电路，包括HDMI接口，该HDMI接口的TMDS通道的各信号线分别连接有浪涌保护器件，其特征在于：
该HDMI接口的时钟通道、DDC通道和HEAC通道的各信号线也分别连接有浪涌保护器件；所述TMDS通道、时钟通道、DDC通道和HEAC通道的各信号线还分别连接有ESD保护器件。
2.根据权利要求1所述的HDMI防护电路，其特征在于：
所述浪涌保护器件为专用的浪涌保护芯片，或所述ESD保护器件为专用的ESD保护芯片。
3.根据权利要求2所述的HDMI防护电路，其特征在于：
所述浪涌保护芯片型号为Rcalmp3304N；时钟通道和第一TMDS通道的共四根信号线分别连接到第一颗浪涌保护芯片的各相应引脚上，第二TMDS通道和第三TMDS通道的共四根信号线分别连接到第二颗浪涌保护芯片的各相应引脚上， DDC通道和HEAC通道的共四根信号线分别连接到第三颗浪涌保护芯片的各相应引脚上。
4.根据权利要求3所述的HDMI防护电路，其特征在于：
还分别在所述时钟通道和第一TMDS通道与所述第一颗浪涌保护芯片的各连接中，以及在所述第二TMDS通道和第三TMDS通道与所述第二颗浪涌保护芯片的各连接中串接入高频滤波磁珠组。
5.根据权利要求2所述的HDMI防护电路，其特征在于：
所述ESD保护芯片型号为Rcalmp0524P或uClamp0511T；时钟通道、第一TMDS通道的共四根信号线分别连接到第一颗Rcalmp0524P芯片的各相应引脚上，第二TMDS通道和第三TMDS通道的共四根信号线分别连接到第二颗Rcalmp0524P芯片的各相应引脚上，DDC通道、HEAC通道的共四根信号线分别连接到uClamp0511T的各相应引脚上。
6.根据权利要求1所述的HDMI防护电路，其特征在于：
所述HDMI接口还包括一带固定耳式的HDMI座。
7.一种HDMI防护盒，其特征在于：
包括盒体和电路板；该电路板包括权利要求1~5任一项所述的HDMI防护电路，还包括两个与HDMI接口相连的HDMI座，所述HDMI座嵌套在盒体的开口处。
8.根据权利要求7所述的防护盒，其特征在于：
所述HDMI座为带固定耳式的HDMI座。
9.根据权利要求7所述的防护盒，其特征在于：
所述盒体上带有一根接地线。
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