機頂盒常見接口的ESD保護設計
發布時間:2013-07-18 來源:TE 責任編輯:eliane
【導讀】隨著機頂盒技術的發展,如今的機頂盒在數據支持上能完成諸多高清,交互,多模,多格式的解碼。而在接口方麵,一般都能夠支持 USB、HDMI、以太網接口、硬盤接口等,但是也帶來了諸多對不同接口保護的要求。本文將針對機頂盒上常見的接口進行相應的電路保護設計。
機頂盒(Set Top Box, 簡稱 STB),是(shi)一(yi)個(ge)連(lian)接(jie)電(dian)視(shi)機(ji)與(yu)外(wai)部(bu)信(xin)號(hao)源(yuan)的(de)設(she)備(bei)。它(ta)可(ke)以(yi)將(jiang)壓(ya)縮(suo)的(de)數(shu)字(zi)信(xin)號(hao)轉(zhuan)成(cheng)電(dian)視(shi)內(nei)容(rong),並(bing)在(zai)電(dian)視(shi)機(ji)上(shang)顯(xian)示(shi)出(chu)來(lai)。從(cong)最(zui)初(chu)隻(zhi)是(shi)接(jie)收(shou)數(shu)字(zi)電(dian)視(shi)信(xin)號(hao)的(de)簡(jian)單(dan)功(gong)能(neng)機(ji)頂(ding)盒(he)到(dao)如(ru)今(jin)功(gong)能(neng)繁(fan)多(duo)的(de)各(ge)種(zhong)機(ji)頂(ding)盒(he)高(gao)清(qing)播(bo)放(fang)器(qi),隨(sui)著(zhe)機(ji)頂(ding)盒(he)技(ji)術(shu)的(de)發(fa)展(zhan),如(ru)今(jin)的(de)機(ji)頂(ding)盒(he)在(zai)數(shu)據(ju)支(zhi)持(chi)上(shang)能(neng)完(wan)成(cheng)諸(zhu)多(duo)高(gao)清(qing),交(jiao)互(hu),多(duo)模(mo),多(duo)格(ge)式(shi)的(de)解(jie)碼(ma)。而(er)在(zai)接(jie)口(kou)方(fang)麵(mian),為(wei)獲(huo)得(de)更(geng)多(duo)的(de)數(shu)據(ju)來(lai)源(yuan),設(she)備(bei)普(pu)遍(bian)也(ye)能(neng)夠(gou)提(ti)供(gong)許(xu)多(duo)種(zhong)類(lei)的(de)選(xuan)擇(ze),一(yi)般(ban)都(dou)能(neng)夠(gou)支(zhi)持(chi) USB、HDMI、以太網接口、硬盤接口等。
butongleixingjiekoudezhichi,shiderujindegaoqingbofangqideyulegongnengriyiqiangda,danshiyedailailezhuduoduibutongjiekoubaohudeyaoqiu。womenzhidaogezhongshujuleixingdejiekouzairechabadeguochengzhongdourongyishoudaoguoyaguoliujingdiandengxuduoguzhangzhuangtaideyingxiang,jidinghehegaoqingbofangqidechangjiabixuzaichanpindeshejiguochengzhongkaolvdaobutongdeyiwaiyinsu,erzaijiekoudeshuruduanzengjiaxiangduiyingdebaohu,zheyangcainengjianshaochanpindefanxiulv,binggeikehutigonglianghaodeshiyongtiyan。womenjiexialaijianghuizhenduiyuzhexiezaijidingheshangchangjiandejiekoulaikanyixiashiyongshenmebaohuqijiannenggouhenhaodebaohushebei。
USB 接口保護設計
無論是 USB2.0 還是目前逐漸普及的 USB3.0,USB 接口是我們最常見並且使用最廣泛的數據接口。在便捷的使用過程中,我們也會經常遇到一些故障狀態,其中比較常見的就是由於 USB 從設備短路故障而導致的 USB 主設備的損傷,使用PolySwitch PPTC(正溫度係數熱敏電阻)器件是一個高性價比的防護方案,在短路故障狀態下,PPTC 器件能夠快速的動作從低阻態轉為高阻態,從而限製電流保護 USB 的設備。另一種 USB 常見的故障是由靜電噪音帶來的,在熱插拔的過程中,靜電的影響非常的明顯,為減少靜電給電路帶來的影響,我們可以使用 SESD (矽基 ESD 保護器件),SESD 器件電容低、鉗位電壓低、ESD 抵抗能量高、封裝尺寸小,是 USB 接口靜電防護的理想選擇。下圖 1 是在 USB 端口上使用 PPTC 器件與 SESD 器件保護的典型應用。

圖1:USB2.0 典型保護方案
HDMI 也是如今非常流行的一種多媒體信號接口,類似於 USB 的接口,HDMI接口在使用過程中也容易受到短路過流,靜電等各種故障狀態,同樣我們可以使用 PPTC 器件與 SESD 器件來保護接口免受故障的侵擾。如圖 2,在 HDMI 端口的電源線上使用 PPTC 進行過流保護,在其他的信號線上使用多通道的 SESD 防護靜電。

圖2:HDMI 典型保護方案
許多機頂盒設備會有直流電源輸入端口,需要使用 AC/DC 適shi配pei器qi供gong電dian,而er我wo們men的de生sheng活huo中zhong有you太tai多duo的de設she備bei需xu要yao類lei似si的de適shi配pei器qi供gong電dian,不bu同tong的de適shi配pei器qi可ke能neng有you不bu同tong的de供gong電dian電dian壓ya,功gong率lv,甚shen至zhi於yu電dian源yuan的de正zheng負fu極ji性xing,適shi配pei器qi的de錯cuo誤wu使shi用yong會hui給gei設she備bei帶dai來lai嚴yan重zhong的de損sun壞huai,另ling外wai在zai適shi配pei器qi插cha拔ba過guo程cheng中zhong形xing成cheng的de尖jian峰feng噪zao音yin也ye會hui給gei負fu載zai電dian路lu帶dai來lai傷shang害hai。對dui於yu類lei似si電dian源yuan口kou的de保bao護hu,TE 電路保護部的 PolyZen 係列器件,作為一種表麵貼裝的獨立器件,能夠同時完成過壓,過流,電源誤接,電源逆接等多方位的保護。PolyZen 器件集成了一個可供選擇齊納電壓 (Vz) 的精密齊納二極管,以及一個 PolySwitch 聚合物正溫度係數 (PPTC) 器qi件jian,小xiao體ti積ji的de設she計ji使shi其qi十shi分fen適shi用yong於yu空kong間jian狹xia小xiao的de薄bo型xing緊jin湊cou型xing環huan境jing,在zai故gu障zhang狀zhuang態tai時shi,精jing密mi齊qi納na二er極ji管guan能neng快kuai速su有you效xiao的de鉗qian位wei電dian壓ya並bing分fen流liu故gu障zhang電dian流liu,而er PolySwitch PPTC 組件則可以繼而快速的關斷過大的電流,從而幫助保護齊納二極管和下遊電子組件。下圖3描述了 PolyZen 產品在直流輸入端口保護的典型應用。

圖3:PolyZen 保護直流輸入端口典型應用
對於機頂盒設備上的 RJ45 端口,同樣考慮到因為頻繁插拔時由於靜電而導致的設備損害,在端口也可以增加上 SESD 器件來保護靜電幹擾。圖4分別展示了在 10/100baseT 及 1G Ethernet 上使用 SESD 器件進行保護的應用。

圖4:使用 SESD 保護以太網口
xDSL端口的保護設計
對於機頂盒上的 xDSL 端口,可以考慮使用氣體放電管 (GDT) 器件與 PPTC 器件組合的電路來保護設備。GDT 器件可以在電路的一級保護中使用,在雷擊保護中可以起到暫態的過電流和限製過電壓的作用,而 PPTC 器件可以在電力線碰觸保護中,對過流故障起到很好的保護作用。圖5電路是使用 PPTC 與GDT 器件進行雷擊及電力線碰觸保護的典型應用。

圖5:xDSL 電路保護方案
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機頂盒:智能產品勢頭強勁短期難成規模
http://0-fzl.cn/gptech-art/80016388
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應用於電視,機頂盒和電信的電路保護
http://0-fzl.cn/seminar/62/review/257
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