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HDMI2.1线缆采用同轴还是对绞线?

HDMI2.1线缆采用同轴还是对绞线?

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来源:
2021/04/08
HDMI 系统可以划分 4 个种类,Source、Sink、Cable 和 Repeater,为了保证这些设备良好的兼容性,规范对电气信号做出了信号完整性的要求,目前市面上 HDMI 主流标准是 1.4b 和 2.0,对应支持的最大分辨率 / 刷新率分别是 4K@30Hz 和 4K@60Hz。随着对更高分辨率和刷新率需求的增加,HDMI 协会于 2017 年 11 月推出了 HDMI2.1 版本,

由于 HDMI (High Definition Media Interface/ 高清多媒体接口)可以同时传输视频和音频数据、连接简单、兼容性好等特点,被广泛的应用在消费电子产品上(例如电视、机顶盒、投影仪等)。HDMI 系统可以划分 4 个种类,Source、Sink、Cable 和 Repeater,为了保证这些设备良好的兼容性,规范对电气信号做出了信号完整性的要求,目前市面上 HDMI 主流标准是 1.4b 和 2.0,对应支持的最大分辨率 / 刷新率分别是 4K@30Hz 和 4K@60Hz。随着对更高分辨率和刷新率需求的增加,HDMI 协会于 2017 年 11 月推出了 HDMI2.1 版本,增加了 FRL(Fixed Rate Link)模式,支持 8K@60Hz 和 4K@120Hz和带宽增到到48Gbps。

Xbox Series和索尼PS5已配备了HDMI 2.1接口,新的超高速 HDMI 线可确保提供高带宽独立特性,包括支持 HDR 的未压缩 8K 视频。超低 EMI(电磁干扰),可减少对附近无线设备的干扰。线缆逆向兼容,亦可用于现有的 HDMI 设备,将来随着HDMI 2.1 标准的普及,可能会有更多的影音设备支持HDMI 2.1,比如电脑、智能电视、功放、投影机、播放器等设备,但是目前最大的问题是HDMI2.1线缆究竟是采用同轴还是对绞线去生产,一直在业界争议,如果采用同轴版本生产,其物理性能如柔软度,外径尺寸都优于对绞线版本,但是对绞线版本有天生的缺陷,外径偏大和柔软度不够,高频性能通过调整可以让两者差异不大,另外就是生产制造成本,同轴明显要高出对绞线版本几个档次,如何取舍,大家都在观望大厂的动作,今天我们一起聊聊这个话题:HDMI2.1线缆采用同轴还是对绞线

 

目前认证通过的厂商里面用对绞版本的不到10家(很奇怪的现象,大厂都采用同轴送样,中型专业做HDMI的工厂送样都采用对绞版本),现状是大部分都采用或者在准备同轴版本的送协会测试,特别提到的是高频参数HDMI2.1版本以后有几项需要特别注意:

  1. HDMI2.1 Cat 3线缆规格与1.4b Cat 2的对比,HDMI 2.1的延迟差(skew)规格比HDMI1.4b 及2.0更严格,大家知道线缆长度越长,这些参数更难通过,所以大家都想认证得时候让自己的产品获得更长得认证长度,但是这个参数越长越难通过,它将需要更高程度的线长匹配和最小化模式转换,高频参数基础篇07-传播延迟差(SKEW)

  2. 在差分插入损耗方面,由于频率越高损耗越大,而且回波损耗高峰会使损耗迅速下降,因此线缆越长损耗越高。HDMI电缆的好坏及其传输距离,主要还是取决于其对应的线规材料,所以更需要成熟的技术参数和机器设备,来大幅度提升了HDMI高清线的稳定性及传输性能第28课【回损(RETURN LOSS)】

  3. HDMI2.1 Cat 3线缆规格里面最难过得一项是EMI,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!HDMI 2.1认证测试EMI怎么过不了?

同轴电缆是一种由两个导体组成的合成物,同轴电缆的中心导线用于传输信号,金属屏蔽网起了两个作用:一是作为信号的公共地线为信号提供电流回路,二是作为信号的屏蔽网,抑制电磁噪音对信号的干扰。中心导线与屏蔽网介于半发泡的聚丙烯绝缘层之间,绝缘层决定了电缆的传输特性,而且有效保护了中间的导线。如今USB4和雷电4或者HDMI2.1采用两根同轴线进行差分信号传输,ucox 是有两根单根线组成一个差分对,mode conversion 不太好控制,标准有放松,从以前的 -20dB 改为-17dB,具体采用那种结构比较好,其实没有很好的标准判断,短期来看,对绞线生产制造成本更低,有利于市场的推广,长期来看,同轴版本的性能更加容易达到且稳定性好,随着制造工艺的完善,性能会更优于价格的选择,否则USB4和雷电4都不会推崇同轴结构啦!

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