在工业控制领域, 经常看到使用HDMI电缆线来连接显示器，从而监控整个生产过程中的各个关键指标。有时显示器离整个生产线特别远，HDMI电缆线不够长，我们往往需要引入信号隔离方案，使得信号能传递更远的距离。
本文将介绍两种不同的HDMI信号隔离方案——光纤信号隔离方案和专用芯片信号隔离方案——希望对大家有所启发。
什么情况下HDMI需要信号隔离？
图1：工业控制领域，通过HDMI连接显示器(图片来源：ADI)
光纤信号隔离解决方案
专用信号隔离芯片
当然，使用标准数字隔离器也可以实现这个功能。我们以每个标准数字隔离器150Mbps的速度运行。该方案还需要一个串行器、一个解串器，如果要实现4.4Gbps的总带宽，相当于需要30多个标准数字隔离器。显然，这种方案不太合理，我们就不继续讨论下去了。
图3：HDMI信号到数字隔离器 (图片来源：ADI)
另一个技术选项是使用专用的芯片解决这个问题。比如，使用ADI的ADN4654系列低电压差分信号（LVDS）数字隔离器。
图4：HDMI信号到千兆LVDS隔离器 (图片来源：ADI)
通过利用ADN4654的千兆数据速率，可以降低系统的复杂性，并且仅使用两片ADN4654即可实现4.4Gbps带宽。每个设备有两个通道，总共有四个通道，每个通道上的工作速率可以高达1.1Gbps。
ADN4654 Demo板EVAL-CN0422-EBZ
EVAL-CN0422-EBZ是一块即插即用的评估板，针对HDMI 1.3a端口，可实现信号隔离。与iCoupler®隔离技术结合在一起，通过绝缘屏障传输必要的电源和高速视频及控制信号。
图5：ADN4654评估板：EVAL-CN0422-EBZ（图片来源：ADI）
HDMI 1.3a协议中的视频数据通过四个TMDS（最小化传输差分）通道传输：三个数据通道（对应红绿蓝）和一个时钟通道。每个车道必须单独隔离。
如图7，虽然TMDS与LVDS（低电压差分）稍有不同，但可以使用CML（电流模式逻辑），即一些简单的无源组件来实现与LVDS兼容设备的兼容性。
图7：使用简单的无源组件来实现TMDS与LVDS兼容（图片来源：ADI）
本文小结
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