静噪对策研究之MHL发送端静噪方案

MHL (Mobile High-Definition Link移动高清连接技术)是Silicon Image, Inc.所研发出来的连接便携式消费电子装置的影音标准接口，MHL 仅使用一对信号线就可以完成音频/视频数据的传输（MHL的数据传输速率为2.25Gbps）。此外，MHL技术还具有以下功能：（1）MHL将高清影像以及数字音频传送至MHL接收端（接收设备：HDTV等）的同时，由接收端向发送端（源设备：便携式消费电子装置等）提供电源用于充电；（2）由于传送所需的信号线较少^*1，无需在设备上准备如HDMI这样的专用接口，有效减少了源设备上的接口数目^*2。随着数字电视以及智能手机等便携式设备的普及与推广，消费者对于随时随地传送数字高清内容到个人移动设备上的需求与日递增，MHL将会是未来主流。另一方面，由于近年来，便携式设备上配备的无线系统越来越多，如GPS、W-LAN、3G等，与这些系统形成的电磁干扰已成为我们所不得不面临的重大问题。为了消除这些电磁干扰，各接口需要适宜地进行静噪处理。本文将就MHL发送端静噪处理的最佳方案进行说明。

差分传输信号线静噪滤波器的选择方法

通过滤波器来消除差分传输信号线所产生的噪声的同时，需要选择具有高效静噪性能，且不影响波形质量的滤波器。在差分传输信号线静噪处理中，使用共模扼流线圈将更加有效。共模扼流线圈对于差分信号不产生任何阻抗，但对于共模信号是一个很大的阻抗，可对过大的共模干扰电流进行有效抑制。

这次，我们将使用实际配备了MHL的便携式终端 (以下简称EUT) ，通过观察MHL信号线产生的辐射噪声和传输的波形质量，来共同见证共模扼流线圈的高效性能。

MHL信号线产生的辐射噪声

用MHL适配器电缆连接EUT和液晶电视，开始测量MHL信号线产生的辐射噪声。MHL使用效果图如图1所示，测量结果如图2所示。由于目前支持MHL的接收设备还未实现产品化，因此我们使用适配器电缆将MHL输出转换成HDMI。根据测量结果，我们可以清晰地看到30MHz～1GHz范围内，产生了约75MHz间隔的高辐射噪声。

图1: MHL使用效果图

图2: MHL使用效果图

接下来，MHL信号波形的测量结果如图3所示。图3中显示的是MHL信号的差模成分和共模成分。从图3我们可以清晰地看到MHL信号中不仅存在差模成分 (差分波形) ，还存在着共模成分。

图3: MHL信号波形的测量结果

接下来让我们考察一下哪种成分将对辐射噪声产生影响。

图4显示的是差分信号的电流方向和磁场的关系。从图4我们可以看出，当差分传输信号线内的信号流为理想的差模时，1对信号线内的电流方向相反，且大小相等，产生的磁场被消除，不易产生辐射噪声。另一方面，差分传输信号线内的信号流为共模的情况下，磁通量互相增强，极易产生辐射噪声。

图4: 差分信号的电流方向和磁场

所以，作为静噪的主要技术手段，使用共模扼流线圈来有效静噪的主要因素——共模成分。但是，为了满足MHL的波形质量规格^*3，需要设置共模扼流线圈的共模阻抗。