【实践篇⑦】DVD/Blu-ray录像机的EMC对策

带动数字设备高速化及大容量化的差分传输方式

DVD/Blu-ray录像机以内置HDD（硬盘驱动器）的类型为主流。人们会在大容量HDD上录制自己喜欢的节目，并将想要保留的影像转移到DVD上保存，这种情况越来越普遍。

如果数字电视机和DVD录像机都搭载有HDMI（High Definition Multimedia Interface/高清晰度多媒体接口）端子，则可以只使用一根专用电缆（HDMI电缆）在未压缩的状态下传输大容量数字高清影像，而HDD可直接进行录像。HDMI是一个具有差分传输方式的高速数字接口，它是一种使用两个相位差为180°的信号的双线传输方式。它不仅用于HDMI，同时还广泛运用于USB、IEEE1394等连接数字设备的接口。

差分传输方式在原理上可以抵抗外部噪声，并且具有不会产生噪声的特点。然而，在现实中，即使是两个信号之间的轻微不平衡也会产生共模噪声电流，而共模噪声会从接口电缆等处被释放出来。此外，与内置在电脑中的HDD一样，内置在DVD/Blu-ray录像机中的HDD也越来越多地使用差分传输方式的串行ATA（SATA），以应对更大的容量和更高的速度，而这也会产生共模噪声。因此，共模滤波器不可或缺。在速度越来越快的差分传输方式接口中，仅依靠片状磁珠或LC滤波器无法充分抑制噪声。可以毫不夸张地说，只有共模滤波器才是最根本的解决方法。

在不使信号波形失真的情况下抑制噪声的HDMI用共模滤波器

TDK的HDMI用共模滤波器不仅仅是简单地降低噪声，它还能清洁信号波形并确保正确传输。数字信号的脉冲波形是基波和其整数倍谐波的集合。谐波成分是辐射噪声的来源，所以超过基波的5~7次谐波的成分必须用滤波器进行阻挡。这是因为即便在只有基波和5-7次谐波成分的状态下也几乎可以完全保持信号波形。例如，如果用于传输的频率是800MHz，那么7次谐波则为5.6GHz。这意味着需要一个5.6GHz的宽频带，并且具备仅抑制共模噪声特性的噪声滤波器。这是因为截止频率低于5.6GHz会衰减差分模式的信号。
TDK的HDMI用共模滤波器（ACM2012H系列）是一款先进的噪声对策元件，它采用了先进的技术，如对绕组间距进行微米级的精确控制，将截止频率一下子扩展到6GHz。这实现了超高速数据传输，以及出色的辐射噪声抑制效果和无失真的信号波形传输。

为了保证设备的相互连接性，HDMI对电缆、连接器形状、配线等接口（物理层）规定了严格的符合性测试（认证测试），只有通过了这些测试，才会被认定为HDMI设备。无论在消除噪声方面多有效，插入后会导致信号波形失真的滤波器都是不合格的。而眼（EYE）图则是一个重要的评价方法。该测试是为了观察即使在发送各种位模式的信号时，差分信号的高低电平是否保持不变。由于示波器上的波形和六边形掩码图案类似于眼睛（EYE）, 该测试被称为眼图。如果波形与掩码图案重叠，哪怕是轻微的重叠，也会被认定为不符合要求。TDK的HDMI用共模滤波器覆盖了高达6GHz的频带，因此，即使在插入后，传输波形的质量也几乎与初始状态相同，并且能够轻松通过眼图测试。

同时具备歪斜修正效果与特性阻抗修正效果

TDK的HDMI用共模滤波器的主要特点不仅是降低辐射噪声和正确传输信号波形，而且还具有出色的歪斜修正效果。理想情况下，差分传输中的高信号和低信号应该对称一致，但在实际情况中，由于IC输出特性和传输线长度的不同，可能会出现波形上升和下降时间、振幅和脉宽的差异，从而产生被称为歪斜(Skew)的不平衡成分，这是导致共模噪声的原因所在。TDK的HDMI用共模滤波器拥有出色的歪斜校正效果，能够恢复信号波形中细微的不平衡。

同时，TDR（时域反射测量法）是HDMI的符合性测试规定之一。对于频率为数百kHz以上的高频信号，配线及电缆等的传输路径对特性阻抗有所限制。然而，电路图中没有显示的微小浮游容量（电容器部分）和自身电感（线圈成分）会导致特性阻抗偏离标准值，造成失配，从而会反射信号并造成信号波形失真，导致高速传输无法实现。TDK的HDMI用共模滤波器具有与100Ω相匹配的出色特性阻抗，因此，即使是微小的阻抗失配也会展平，不会引起反射。随着SI（信号完整性）越来越得到重视，共模滤波器将成为差分传输线中唯一的噪声对策元件。在4K、8K超高清等高清与高精细AV生活中，我们可以看到HDMI用共模滤波器作为噪声对策元件是多么重要。

TDK除了HDMI用产品以外，还提供用于各类高速差分接口的丰富共模滤波器产品。详情请参照TDK产品中心“信号线用共模滤波器/扼流圈选型指南”。 https://product.tdk.com.cn/zh/products/selectionguide/cmf.html