專家講座－數位影音整合與資料高速傳輸的規格與解決方案

EMI 共模式濾波對策元件

數位影音整合與資料高速傳輸的規格和對應方案，從USB2.0與HDMI-V1.0發佈，並開始設計、使用至今年最新版本的USB3.0和HDMI1.4上市，前後歷經了7？8年，其間就有如八年抗戰一樣漫長。

產品升級後，高速數位影音數據傳輸速率，急遽由480Mbps(USB2.0)，進階至單一TMDS訊號3.4Gbps(HDMI-V1.3a)與USB3.0訊號傳輸的4.8Gbps(有的資料直接寫5Gbps)，而對應的相對頻率，也由數百MHz 進至3.5GHz---8GHz的階段。資訊電子業界的介面傳輸應用，也正式進入超高速全數位影音傳輸介面世代。

HDMI？DP？USB3.0？SATA-III，是目前所知並已經開始設計應用的有線式高速傳輸介面，當然之前有出現過無線化的高速傳輸介面(如：UWB？WHDI)，但是都因為傳輸因子不佳(環境影響或設計不良)及價格方案太高(IC-Module貴)而消失，往後是否可以克服掉，端看各家供應商的解決技術。因此，對於高速數位傳輸市場方案及產品方向的看法及想法，在未來3年內，還是會以有線式的高速數位傳輸介面為主要應用方向。

目前電子資訊業界的產業方向及產品定位，可參考如下：
(3C產業：HDMI？U3.0，IT產業:：DP？SATA－III？U3.0)
HDMI：TV、STB、Blu-Ray、NB、GAME、DV8、Projector、Mobile等
USB3.0：SSD、Ex-PCI、Storage、AIO-PC、NB等
Display-Port：TV、Monitor、NB、PC等
SATA-III：PC、Storage等

目前市場上，有如此多的電子產品在使用快速傳輸，以前不會遇到的高頻EMI問題(因為規範未測試那麼高頻帶)，以及ESD問題(因為傳輸訊號未達至數GHz的速度)，現在已在高速數位影音數據的狀態中顯現出來，進而造成非常頭痛難解的EMI+ESD問題，工程師們無法再以從前的設計方向及想法來定義或設計產品，轉而要跟著進入超高頻線路設計的考量點及應用點之設計方向去思考。

HDMI？USB3.0 EMI 共模式濾波對策元件

EMI系列對策元件，須協助工程師於設計線路時，不艱難的通過以下四項測試：即圖一超高頻阻抗匹配的相容性測試、圖二插入傳輸損失測試、圖三眼圖測試Eye Diagram、圖四時域反饋相容測試。

ESD系列對策元件，須協助工程師在設計線路時，克服訊號失真及強耐受性能的狀況。以高創科技的超低容值對策元件系列為例(請參考圖五)：其超低容值(0.2pF以下)料件，不影響HDMI？USB3.0的3.4G？4.8Gbps傳輸速率，因為設計的線路之寄生電容須小於0.3pF。且元件本身耐受能力高，能承受(LEVEL—4)，ESD元件在突波發生瞬間，所供輸的箝制電壓夠低，能避免造成傳輸資料期間的損壞，保持訊號的完整性。(請參考圖六、七、八)

USB3.0全雙工高速傳輸時，於工程線路設計所懼怕的高速遠近場串音狀況的考量上，EMI元件絕對可以避免工程線路設計的高速串音之隱憂產生，也是高創科技所提供產品的優點之一。以上即為所提出的高速傳輸訊號之EMI+ESD解決要點及對策產品方案。