数字电路硬件设计系列（十三）之HDMI电路设计

原文：内容更加全面。

高清多媒体接口（High Definition Multimedia Interface，HDMI）是一种全数字化视频和声音发送接口，可以发送未压缩的音频及视频信号。 HDMI可用于机顶盒、DVD播放机、个人计算机、电视、游戏主机、综合扩大机、数字音响与电视机等设备。HDMI可以同时发送音频和视频信号，由于音频和视频信号采用同一条线材，大大简化系统线路的安装难度。其最主要的传输方式为传输TMDS+以及TMDS-的差分信号，最初版本HDMI定制的最大像素传输速率为165Mpx/sec，足以支持1080p-60FPS的画质要求，而在后来的HDMI1.3标准中扩增为340Mpx/sec。

参考设计获取方式：关注下面公众号，回复:HDMI即可。

HDMI共有19个引脚，具体见下图：

每个引脚都有其塔顶的功能，具体见下图：

PIN脚

Signal

PIN脚

Signal

PIN脚

Signal

1

数据2+

2

数据2屏蔽

3

数据2-

4

数据1+

5

数据1屏蔽

6

数据1-

7

数据0+

8

数据0屏蔽

9

数据0-

10

时钟+

11

时钟屏蔽

12

时钟-

13

CEC

14

保留

15

SCL

16

SDA

17

DDC/CEC地

18

+5V电源

19

HPD

识别过程

发送端提供5V电源；

接收端接收到发送端提供的5V电源，产生HPD信号，并发送给发送端；

发送端接收到HPD信号。

HDMI电源采用5V电源设计，电流不超过50mA。但是我们在设计时，最好也采用电源开关与板载的5V进行隔离。此处我们选用的电源开关是TPS2065CDGN具体电路见下：

HDMI的IIC采用的是5V电平标准，板载的IIC通常采用的是3.3V或者1.8V的电平标准，我们在使用的过程中，应当进行电平转换。，此处我们采用MOS管搭建双向转换电路，具体电路见下：

双向转换电路分析：

分析：

A=0时，Vgs=3.3V,此时MOS管导通，B=0;

A=1时，Vgs=0V,此时MOS管截至，B=1;

B=0时，体二极管导通，A=0；

B=1时，MOS管截至，A段上拉，A=1

HDMI的分为发送端（Source）和接收端（Sink），搭建HPD的电路之前，我们先连接一下HPD的检测机制：

电源5V由Source提供给Sink；

电源5V由Source提供给Sink之后，Sink会提供给Source HPD信号；

IIC获取显示器的信息；

视频信号传输。

HPD一般是检测上升沿，所以在Source应该将该信号下拉，在Sink应该将信号上拉，且有5V电路控制。当然有些场所，是检测上升沿，例如下图：

另外，HPD信号也是5V电平标准，我们在检测的时候需要注意电平转换。

该引脚一般用不到，主要的功能是传输自定义的信号，这里不做处理。

四组差分信号，AC电容为0.1uF,匹配电阻采用5.9Ω，为提高信号的质量，可以增加共模电感。具体电路见下：

其中499Ω电阻和MOS管是标准设计。