时间:2018.3.30 作者:Tom 工作:HWE 说明:如需转载,请注明出处。
在工作中必须要了解几个芯片公司,在我所接触的芯片中所了解到一些做芯片的公司有:TI, PERICOM,BROADCOM,ST,NXP,freescale,Qualcomm等等。今天来看下PERICOM,中文名字百利通,成立于1990年,美国一家元器件公司(加州),主营电子元器件。主要生产LDO(PT7M8),复位电路(PT7M7),电压检测(PT7M6),HDMI接口(PI3HDMI),时钟(PT7C),开关(PI3A/U)等等,从名字可以看出PERICOM公司生产的IC命名都以P开头的,不同的功能类型的芯片后面接的东西不一样。后被Diodes Inc公司收购,Diodes Inc公司主要是生产二极管/MOS管等半导体分立元件的。
1.HDMI驱动芯片PI3HDX1204B1当我们使用的TMDS信号走线比较长,走线周围的器件或走线损耗会影响TMDS的信号质量,此时接收芯片需要一个HDMI均衡器,英文名字叫Equalizer,而发送HDMI时需要一个HDMI驱动器,英文名字叫ReDriver。本次介绍的HDMI驱动器PI3HDX1204B1是Pericom公司的。
1.1PI3HDX1204B1是一款HDMI2.0驱动器,具有22dB的高均衡补偿。这里需要说明一下什么叫均衡器,这个到底是个什么玩意?这个东西在我看的资料当中有SDI接口的LMH0344自适应电缆均衡器也有介绍,当时写在笔记本上,再一看这个东西完全没感觉,全忘完了……..对于这个dB的概念,特别在芯片数据手册中用的很广,作为EMC专业毕业的学生,完全没有概念,真是愧对老师,愧对党→。→………
- 首先说下信号传输问题。我们知道信号在传输过程中会有损耗,也会有干扰,会造成信号的失真。
- 解决干扰,使用差分传输。对于信号长距离的传输,为了解决干扰问题,我们采用差分传输,差分传输会有终端电阻,电阻压差就是我们的所需要的信号,因为压差会把共模干扰减掉,因此抗干扰性比较强。差分线传输目前比较成熟,例如我们视频中常用到的LVDS信号,TMDS信号,各种DP信号等,音频中用的更多。解决码间干扰我们使用均衡器。
- 解决损耗,使用驱动器。但对于传输过程的损耗问题,我了解的比较晚,也是自己看的SDI部分了解到要使用均衡器,一般有发送和接收功能的芯片同时具备均衡器和驱动器。
1.1.1均衡器什么叫均衡器?其实均衡器就是一种信号矫正技术。百度百科也有介绍"在数字通信系统中插入一种可调滤波器可矫正和补偿系统的幅频和相频特性,减少码间干扰的影响,这种起补偿作用的滤波器技术称为均衡器"。为了克服码间干扰,提高通信系统的性能,在接收端采用均衡技术,均衡是指对信道特性的均衡,即接收端的均衡器产生与信道特性相反的特性(其实就是补偿),用来减少或者消除因信道的时变多径传播特性引起的码间干扰。我的理解肯定是根据算法进行重采样然后进行动态补偿,得到我们需要的信号。官方的解释就很多了,有什么训练模式和跟踪模式,均衡器算法,结构和通信变化率的函数等等,反正有点像机器学习的感觉。对于软件方面不做介绍,我们只需要知道均衡器使用来解决信号失真,对信号进行校正即可。
1.1.2 22dB的均衡补偿啥意思?意思就是信号失真,我们要对信号进行校正,信号质量好的补偿少点,信号质量多的补偿多点,那最多可补偿多少,也是体现这个均衡器的能力,22dB,根据20log(E2/E1),可知最多12.5倍。我们知道TMDS信号的幅值典型是400~600mV,也就是说我们信号失真到32mV的时候,也能够补偿回来。
1.1.3 Low Add-in Jitter design那这句话是什么意思?如果我们不了解不看,也无所谓,因为并不影响我们使用。这里需要说一个不知道但很重要的单词Jitter,中文意思叫抖动,这个参数和时钟有关。我们知道对于时钟器件或者时钟树来说,一个很重要的参数,叫锁相环,因每个芯片模块的外设速度不一样,锁相环可以通过输入时钟进行分频和倍频产生各种时钟供芯片外设使用。但还有一个参数非常重要,那就是抖动。抖动是什么意思呢?百科上介绍"信号的某特定时可相对于其理想时间位置上的短期偏离为抖动",就是我们传输的实际与理想信号的偏移,其实说到底就是相频补偿。怎么说呢?如果使用均衡器,那必须有重采样和时钟恢复,达到补偿相频特性和幅频特性的目标。为什么会出现抖动呢?我们可以从输入端,信号路径,接收端三个方面考虑。上游时钟,注入噪声,线路不稳定等。PI3HDX1204B1内嵌抖动技术,可有效降低延迟,实时性高。输入差分信号电压可低至100mV。
1.2 De-emphasis首先,经常看到这个词,每次看到,表面的感觉就是去重。但不知道什么意思,什么是去重?为什么需要去重?明白这个概念,与De-emphasis对应,必须要知道什么是预加重Pre-emphasis以及为什么需要预加重和去加重技术呢??这两个概念都是在模拟信号的处理中的噪声整形技术。所谓的预加重就是指在信号发出去之前,先对模拟信号的高频分量进行适当的提升。在收到信号之后再对信号进行逆处理,即去加重,对高频信号进行适当的衰减。这时候有个疑问?为什么要加重高频信号呢?是因为许多实际的信号,例如语言、音乐等,他们的功率谱随频率的增加而减小,其大部分能量集中在低频范围,这就造成消息信号高频端的信噪比可能降到不能容许的程序。
那什么是信噪比呢?"信噪比,英文名称叫做SNR或S/N(SIGNAL-NOISE RATIO),又称为讯噪比。是指一个电子设备或者电子系统中信号与噪声的比例。这里面的信号指的是来自设备外部需要通过这台设备进行处理的电子信号,噪声是指经过该设备后产生的原信号中并不存在的无规则的额外信号(或信息),并且该种信号并不随原信号的变化而变化。" 同样是"原信号不存在"还有一种东西叫"失真",失真和噪声实际上有一定关系,二者的不同是失真是有规律的,而噪声则是无规律的,信噪比的计量单位是dB,其计算方法是10lg(PS/PN),其中Ps和Pn分别代表信号和噪声的有效功率,也可以换算成电压幅值的比率关系:20Lg(VS/VN),Vs和Vn分别代表信号和噪声电压的"有效值"。在音频放大器中,我们希望的是该放大器除了放大信号外,不应该添加任何其它额外的东西。因此,信噪比应该越高越好。信噪比(signal-to-noise ratio)是音箱回放的正常声音信号与无信号时噪声信号(功率)的比值。用dB表示。例如,某音箱的信噪比为80dB,即输出信号功率是噪音功率的10^8倍,输出信号标准差则是噪音标准差的10^4倍,信噪比数值越高,噪音越小。了解了信噪比,我们可以知道,我们的信号能量集中在低频,高频能量比较低,一般来说我们信号周围高频干扰比较多,噪声比较高,这样信噪比就非常小,这不是我们需要的结果。在百度搜索的过程中,我发现一个文档讲的非常好,不过是英文文档,在下面贴出来。
也就是说高频的信噪比比较小,我们增加高频的电压幅值,增大信噪比,强制使我们的信号很好,然后在接收端进行去重,还原信号。"在调频系统中人们普遍采用了一种叫做预加重和去加重措施,其中心思想是利用信号特性和噪声特性的差别来有效地对信号进行处理。即在噪声引入之前采用适当的网络(预加重网络),人为地加重(提升)发射机输入调制信号的高频分量。然后在接收机鉴频器的输出端,再进行相反的处理,即采用去加重网络把高频分量去加重,恢复原来的信号功率分布。在去加重过程中,同时也减小了噪声的高频分量,但是预加重对噪声并没有影响,因此有效地提高了输出信噪比"。
2.其他HDMI信号由三个信号通道和一个时钟通道,且相互独立的,每个通道都配备均衡器,输出摆幅可调或者去重。内置通道动态检测,输入阻抗可调50~200KΩ(上拉VDD),输出50~2KΩ阻抗(上拉VDD)。支持管脚配置和I2C可编程支持哪种模式。
这里需要注意一个单位Vppd,Vpp=Vpeak to peak 可以视为一个信号或电压源其最高和最低电压的波幅。
3.注意---
àDDC I2C总线不要通过驱动器。PI3HDX1204B1内部可以对通道设置,电压摆幅、加重、去重。动态检测阈值,即芯片可以设置输入的阈值,如果低于此阈值就不工作,否则工作。-
à注意的是此驱动器的输入和输出信号线均有芯片内部上拉,使用过程中应考虑是否漏电。比如驱动器后端直接接HDMI接口,此时显示器会通过信号线漏电至整个板子,如果板子没电,此时这个电会漏到VDD中,一定要注意。避免此问题的方法是在输出信号线上串接一个0.1uf的电容。