HDMI 2.1认证测试EMI怎么过不了？

HDMI2.1认证目前是如火如荼，和之前版本被衰减和差分转共模不良折磨不一样的是，这次的认证很多被EMI这个拦路虎搞死，今天我们就针对这个话题聊聊，在 CES 2020 上，HDMI 论坛就宣布了一项针对所有“超高速” HDMI 线材的强制性认证计划。线材必须包括对 4K 和 8K 视频以及所有其他 HDMI 2.1 功能的支持，同时正式图标发布，HDMI 论坛主席 David Glen 说：

超高速 HDMI 线材是确保将 HDMI 2.1 规范的所有特性和功能从源设备传递到显示设备的唯一方法，确保超高速 HDMI 线材符合 HDMI 2.1 规范对于 HDMI 生态系统。HDMI 论坛仅适用于 ATC 的强制性认证要求旨在确保线材符合 HDMI 2.1 规范。防伪超高速 HDMI 认证标签及其扫描结果提供了对产品符合 HDMI 认证的可见验证。

目前它们正在测试线材以检查 4K 和 8K 视频带宽、QMS、VRR、eARC 和所有其他 HDMI 2.1 功能，还对它们进行了测试以满足当前的 EMI 要求，以最大程度地减少无线干扰，这些必须都在 HDMI 授权测试中心（ATC）进行测试。任何长度的线材都必须经过测试和认证。

EMI或EMC测试是屏蔽引起的吗？

何谓EMI?

EMI: 一般即称为”电磁干扰性，”电磁干扰（英文：ElectroMagnetic Interference,简称EMI）是指任何在电磁场伴随著电压、电流的作用而产生 会降低某个装置、设备或系统的性能，或可能对生物或物质产生不良影响 之电磁现象,

何谓EMC?

EMC:电磁干扰及电磁相容性，本身具有抗拒外面杂讯，免除被外界杂讯干扰

EMC = EMI + EMS

干扰的发生有三个要件：

1.产生杂讯的任何物件，称之为杂讯产生物.

2.受杂讯影响的物件，称之为感受体.

3.传送杂讯的媒体.

电磁波的传波途径而言：

可将电磁干扰分类为:传导性及辐射性的来源:

电子元件上或系统上所至,传导性杂讯有分为差模杂讯 及共模杂讯，差模杂讯是当两条电源供应线路的电流方向 互为相反时发生的，共模杂讯是当所有的电源供应线路的 电流方向相同时发生的如经由：网路线,HDMI CABLE, USB CABLE所传导出来的杂讯

b.辐射性辐射:电子系统的外箱、天线.或其他零组件上产生之杂散谐波讯号所发岀之电磁波，往往是干扰其他电子系统的电磁干扰源，如PCB板上的电子元件干扰等。

总结来看，一般我们认为屏蔽率越高的更容易通过EMI或EMC检测，EMI、EMS与EMC的区别，看完都明白了；但电磁干扰分为内部电磁干扰和外部电磁干扰，我们今天就针对HDMI2.1的生产制造过程进行分解说明：

这些干扰哪里来的？

电磁干扰（EMI）溯源
天然：宇宙里面的物质之间产生的各种杂讯，太阳，大气，当然还有认为的电视频段，调幅，调频等

人为但是非故意的也会产生：比如电脑操作，马达旋转，交流电源传输等

主要的传媒介质在传输过程中会有受扰的装置发生

电流：经由电源接线和I/O排线，电源线

电磁波（经空气），电场干扰源，（高阻抗），磁场干扰源（低阻抗）

问题是要提高人们对电磁波干扰（EMI)和抗干扰（EMS)基础知识的认识。要做好电磁兼容EMC,就必须从产生电磁的源头进行处理（除了自然界的电磁波），改变一些传统思维的选材和处理模式。采用真正的屏蔽和吸波材料，而不是什么导电塑胶等根本无法起到屏蔽和吸波作用，导电塑胶的体积电阻率是10^0～10^3Ω • cm，而屏蔽和吸波材料的休积电阻率是10^-1～10^-3 Ω• cm。电场波和磁场波的分界点在30MHz，以上为电场波；以下为磁场波。屏蔽塑胶有电阻型、磁介质型、电介质型；我们普遍思维都是电阻型，那么在30MHz以下的屏蔽取决于材料中的相对磁导率。所以应该分为电场波屏蔽材料和全频屏蔽了材料。

电线过程中如何减少EMI的影响？

电线生产制造：

只要涉及到TMDS信号的问题都很难解决，线路阻抗不均衡导致了信号传输的不完整，电线的好坏和余量将影响成品的EMI的测试好坏！电线的内部干扰够成：

工作的电源通过线路的分布电容和绝缘电阻产生漏电造成的干扰（工作频率越高越容易干扰），其次信号通过地线、电源和传输导线的阻抗互相耦合，或导线之间的互感造成的干扰；

注意事项：电线部分

电线重点一：屏蔽(shield)是将金属物件置于空间的两个区域中，其目的为控制某一区域的电场 或磁场不任意散播到另一区域中，金属屏蔽物可能用来包围杂讯源，使得电磁场不致外洩屏蔽物也可以用于防止杂讯干扰到某一特定区域，如在芯线或对绞线与外皮间有铜网铝箔麦拉或金属隔离层，多一些遮蔽更可以避免一些外来的电磁干扰；故需要设计每对差分讯号的屏蔽采用麦拉铝箔屏蔽（采用抗张较大的供应商优选，铝层厚度要厚），铝箔包覆时（这里指集合或者成缆）要很圆整光滑，重叠率要大约铝箔宽度的25%，因为铝箔褶皱导致铝层破损断裂造成内部电磁信号泄漏，而铝箔鼓包尖峰会造成天线效应，线材会主动接收外部电磁信号，造成EMI有凸点。

电线重点二：外层高密金属网屏蔽，在送样ATC测试时候，需要使用铜丝金属屏蔽，遮蔽率做到85%以上，由于线缆排布使用的场景，势必会相互间产生磁场和电场，他们会通过耦合影响其它部件造成的干扰，避免造成高频段凸点，特别注意送检的编织半成品不可有断锭的，避免鼓包造成的天线效应。

电线重点三：为了避免线缆内部阻抗不均衡引起的泄漏，需要将各差分对的对绞绞距控制在20MM以内，将各对间同频段传输时相互间的干扰降到最低，两条平行的芯线互绞，为何要互绞，因为使用电流传输信号时， 一定会产生电磁场，进而导致电磁干扰，两线对绞及两两对绞, 可以降低两条线路传送讯号时所产生的电磁场相互干扰影响， 且对绞的次数越多抗干扰的效果愈好。

注意事项：连接器选材部分

选材重点一：选择有TID的HDMI2.1专用连接器，需要和厂商说明送协会测试的样品

选材重点二：匹配的连接器在协会的官方网站里面可以查看，第三类别连接器列表重可以查阅

选择重点三：HDMI连接器产品使用的铁壳材质大多为:铜.铁.锌合金等,依导电 性电镀层有:镀金、镀镍、锌合金材质等，固然导电性都有些许不相同, 但导电性高的铁壳材料对EMI防护抗杂讯能力并没有特别显著的差异

头端需要有良好的包覆，才是能对抗EMI最佳的方法，因传导性辐射:形成系来自于紧贴著电力线或缆线上的辐射讯号传输所至。

头端需要有良好的包覆，才是能对抗EMI最佳的方法，因传导性辐射:形成系来自于紧贴著电力线或缆线上的辐射讯号传输所至。

注意事项：成品加工部分

加工重点一：HDMI接口附近调整信号的走线，要对称，不能走90度的引线，这方法会布线的工程师都是会注意的，还有就是各对差分信号线的长度要保持对称。

加工重点二：增加接地：HDMI 接口附近的接地非常重要，接地与系统其他电路的设计同等重要，接地的效果无法在产品设计之初立刻被看出，但产品在生产与测试的过程中，即可发现其优点，接地方式视效果区分为:地线焊接后壳,隔离层点焊后铁壳,隔离层360度环锌后铁壳。如有产品为外露接地线, 则此接地线与系统端距离PCB板接地PIN位置越短越好，以减小LC干扰耦合量。

加工重点三：如果HDMI 接口附近有DC电路，可以尝试将DC和高频的地割断或者加Bead，防止信号串扰到低频，通过低频连接的线发射。

加工重点四：组装尾部需要铜箔，使用一体式马口铁包覆后铜箔包覆，360度环焊

加工重点五：送EMI测试线材要在高速对上套热缩套管，避免对绞线铝箔松散，排线要顺畅，脱皮距离尽量短（不是量厂不用考虑产能），焊点均匀圆润一定不能有尖峰，在有焊完记得用牙刷清洗一下焊接处，避免助焊剂或者锡丝的松香造成感应电感。

加工重点六：编织层处理，尽量剪整齐，然后就是铁壳卯压建议用六角卯压，注意环焊。