DVI视频信号防雷怎么设计

狂羁青马

1080P的视频，现在前端加了tbu和tvs器件，前端走线要加粗吗，若加粗改变走线阻抗，会不会视频不通啊，有没有大侠指导一下
2 a/ W3 A/ T; m% L4 c1 K& `7 I. S

huo_xing

超級狗 发表于 2025-6-26 09:22
狗弟本來也想這樣講的！有很多聰明雞在 USB 2.0 Type-C 接口，因為造型需要圓弧邊緣的限制下，還搞了一段 ...

很多人学习都是自我感动式。信号连续，阻抗匹配这些东西实话说有用，但是有多大用有人仔细思考过吗？
) r8 B9 m5 x0 R6 a一个最简单问题，所有书上都会说高速电路需要考虑这些东西。但是高速电路具体定义整个行业都不明确，那还怎么考虑后面内容。
3 N6 U, x% b4 P; R  [' J7 P: H就我所知，高速电路至少有下面几个定义：
4 H: ^1 R: ~* d: m# T: o& ~1. 信号频率:高于一定速率属于高速信号（一般50M或100M）。
7 a: w- C! z: t5 R2. 传播延时：pcb走线长度与信号波长比较（一般以布线长度与信号波长1/6做比较）。
% l% C! n3 ]2 I3. 上升时间：一个信号不论速率多少，上升时间小于一个值算高速信号（一般50ps）。
4. 具体设计信号数量：板卡上信号速率占比。（一般高速率信号超过整板信号30%）。
上面定义都是从不同方面考虑的。正常设计中怎么考虑是关键。比如现在很多板块上有sfp+模块，这个10G信号妥妥的高速的。按理论需要使用高速板材，走带状线并且最好是还有仿真支持。
9 n9 `5 e$ X+ ]* w但是实际应用不是，如果板卡上只有一对10G信号，那么用普通FR4也可以。这时的设计要求是线长不超过4cm，并且是微带线，布局上sfp+出来就是隔离电容，后面紧接着IC。这才是行业默认的做法。
( Q; z# \8 J) {3 j6 L( ]# R; G这是现代西方科学给人的错误感觉，认为总有个真理在。把握了这个真理什么事都可以解决了。实际上科学的定义有多人真的明白？仔细去琢磨下，科学的定义重点是能复现，不是永恒的真理

超級狗

其實雷（Lightning）有很多種、大小差很多，看你要過的是哪種規範。
' j! Q& O. H; X/ K5 [( x
, U' H+ A' F9 S4 K$ n5 F
2 O/ r% G2 B! X
! O2 H/ G( a* o! j7 i3 b* c終於在狗糧倉庫翻到一篇文檔，講的是傳統電話網路雷擊保護！
. @' D6 H2 }5 n) f) j; H1 `. t8 T
3) Using Undersized Trace Width and Spacings in Board Layouts
/ Q% U$ B: M& i) }) H1 KThere is much confusion among designers about what sort of trace widths and spacings are appropriate for handling lightning current. Sometimes the designer forgets to consider this at all, and an auto-routed circuit with 6 mil lines and 6 mil spacings suffers extensive lightning damage. On the other hand, some designers are more conservative than they need to be, and specify extremely wide trace width and spacings, causing excessive board area to be consumed.

In general, a minimum trace width of 15 mils in so called “one ounce copper” is required to handle a 10 x 1000 us, 100 amp surge. For voltage breakdown, the spacing should be at least 25 mils for every 1000 volts of peak voltage that the spacing is intended to withstand. Note that depending on the protection scheme being used, the peak voltage differences in the circuit may be limited by the surge protectors.
2 U! F' z! G# H7 `( n& b& h) S4 J7 b

4 z9 x) y# Q2 ]7 L6 i+ q. }6 B" L

超級狗

: ^: Q) W+ A# F! f

huo_xing 发表于 2025-6-26 10:02
& B; N+ [+ a% y; v9 m" d/ F很多人学习都是自我感动式。信号连续，阻抗匹配这些东西实话说有用，但是有多大用有人仔细思考过吗？
一 ...

$ }* G# I$ q9 A/ z/ S4 G龍大教訓的是！

+ n; q, T* ~  i8 |* v# g/ d  j8 `9 O小弟所要表達的僅是，設計上違反規範或建議的行為，「是不得已為之，不是能故意為之。」。

& x; C4 y  [/ g7 x! C  W如同 DDR4 等長的討論，觀念上是畫板有困難，些許的不等長 Deskew 能補償、幫你挽回，不是告訴你每次都能故意不等長。

狗弟挑糞的糗事特別多，今天就再講一個。

鎮輔司工作時，新計畫都會拿之前規格接近的板子來抄。記得肥死卡好（Freescale）的挨打沒死六（i.MX6），設計指導書（Design Guide）建議 DDR 的走線長度不要超過 800 mil。小弟發現前一個案子的走線，已經達到 925mil 左右。詢問原創者，他說因為畫板做不到，所以只好放寬限制。但後續接手的人如果不明究理，會不會 950mil、1000mil...無限延伸下去？
! F0 _$ N8 Z; ]; J+ j0 a: P
, {& q( ]) T! R, H小弟後來離開鎮輔司，不曉得有沒有人搞到 1200mil？咱們這業界有句名言，「會動都是偶然，不會動是必然！」。

# L3 U: x$ A! N  H9 |. N& u2 G
% {/ E0 i; h! d7 @) U* ?

& R# s( m  P/ `  Y" s9 g7 \

huo_xing

狂羁青马 发表于 2025-7-8 19:04
& e6 |7 {6 D; P7 z% q/ y2 H0 \( `跟讨论的问题，不是一码事啊

前面都白说了，DVI没有防雷标准，哪来的防雷器件？你既然找到了，当然需要提醒下是不是选错东西了。（按逻辑来说市场上应该找不到的）

; M) a( k; z' A) }' R0 x1 _

超級狗

狂羁青马 发表于 2025-7-8 19:00
* B, ?6 b  V, s& P/ G7 F/ v8 B' u. HRCLAM0524p还好把

樓主您還沒被雷擊前，會先被大家圍毆到死！

* c1 I% L$ b( @1 Z$ H1 c! oRailClamp® TVS arrays are ultra low capacitance ESD protection devices designed to protect high speed data interfaces. This series has been specifically designed to protect sensitive components which are connected to high-speed data and transmission lines from overvoltage caused by ESD (Electrostatic Discharge), CDE (Cable Discharge Events), and EFT (Electrical Fast Transients).
- a! i6 L6 s6 z  f# c# U
& g! ?3 K# n' t
( G; g; W6 G; t& M  Q; K9 P3 ^- V

狂羁青马

huo_xing 发表于 2025-7-5 16:58
这不是pcb的问题啊。你选的器件寄生电容才是关键，pcb布线的影响相对于寄生电容可能是忽略不计的

3 G# G1 E" y' Z% v8 }. g$ @, M( L跟讨论的问题，不是一码事啊

狂羁青马

超級狗 发表于 2025-7-4 16:02
樓主還沒回覆大夥的問題，若不是纜線延長設備，DVI 為何需要防雷？

RCLAM0524p还好把

huo_xing

狂羁青马 发表于 2025-7-4 15:36
还在，没有失踪，再研读大佬们的帖子，最后没加粗，不敢，担心信号质量，制板再说把

. P4 X; Q7 v+ J  [: p  `& t6 Y这不是pcb的问题啊。你选的器件寄生电容才是关键，pcb布线的影响相对于寄生电容可能是忽略不计的
9 E' w4 |2 r$ ~" b7 Y' \

超級狗

狂羁青马 发表于 2025-7-4 15:36
还在，没有失踪，再研读大佬们的帖子，最后没加粗，不敢，担心信号质量，制板再说把

1 L5 W: z4 Z( x# h9 f' X. p樓主還沒回覆大夥的問題，若不是纜線延長設備，DVI 為何需要防雷？

- \2 M+ L; h6 e- T4 @" m

• 纜線長小於 10 公尺，法規可以豁免戶外雷擊測試。（DVI 傳輸距離最長就 10 公尺）
• DVI 即便設計雷擊保護（Lightning Surge Protection），光保護器件的箝制電壓（Clamping Voltage），就足以讓你後面的電路死光光了！
  

+ u3 g# ^0 z. J4 c
& i( z# W( O: s+ j8 `6 ~2 `
* Q- K: L& ~5 ~! ~# d6 V/ \  `; x

狂羁青马

huo_xing 发表于 2025-6-27 10:44
/ ^5 x/ S0 g: F+ N文档内容没看。但是只适合poe。poe说到底是网络接口，只是在网络接口上增加了供电功能。
1 r8 p1 e& p5 u* g既然底层硬件是 ...

还在，没有失踪，再研读大佬们的帖子，最后没加粗，不敢，担心信号质量，制板再说把
/ K5 {$ \: S; J

huo_xing

超級狗 发表于 2025-6-27 08:15
& U( I* d3 L- A+ _# iMicrosemi (已被 ST 併購) - TN-204 Design for surge immunity within PSE system
6 C$ l) B4 B7 ?( |9 W$ I. o) N8 H
非常好的一篇文檔， ...

文档内容没看。但是只适合poe。poe说到底是网络接口，只是在网络接口上增加了供电功能。
既然底层硬件是网络接口，那么硬件必须支持相关规范。最基本的，去看cat3/4/5/5e/6/6a这些不同的网线规格。里面的双绞线的绞合松紧都有要求的。
" m( `( R& F  K/ p2 c+ n* _8 Qdvi是非隔离产品，没有相关的隔离标准规范。没有隔离做防雷有没有可能？
+ {% e& E) p: t& G2 X0 @最后，就算有公司想推出相关的dvi接口防雷元器件，但是dvi规范中没有给相关规范。器件怎么设计、测试、验收？

huo_xing

Dc2024101522a 发表于 2025-6-26 20:30
7 j; z; v: t+ ^如果我没查错的话，HDMI在1080P120Hz需要接近9Ghz，应该有2对以上的差分传输线对吧，实在是不了解视频相 ...

8 S6 C1 j  i2 n$ R( z, ^3 J: u你说的9G可能是带宽。传输速率和带宽是2个概念。
& g  B; b: e* x: l) X. M* r1080P@120对应的速率是3G，RGB三对数据线总带宽正好9G

huo_xing

Dc2024101522a 发表于 2025-6-26 20:30
如果我没查错的话，HDMI在1080P120Hz需要接近9Ghz，应该有2对以上的差分传输线对吧，实在是不了解视频相 ...

错了，hdmi2.0最高速率才6G，对应分辨率4K@60。1080P@60分辨率1.5G
hdmi的并行传输模式决定速率上不去，现在高速都是dp和mipi。mipi没有标准的物理接口，一般在设备内部使用。中高端应用都是dp，低端才可能hdmi。主要原因是hdmi太古董了，并且收费

超級狗

1 H) F' }0 e  q# o4 t6 |' J9 F
  o& u$ W" ~& zMicrosemi (已被 ST 併購) - TN-204 Design for surge immunity within PSE system

非常好的一篇文檔，雖然講的是 PoE 防雷（Lightning Surge Protection）。
' E0 Z. C2 z* Z; W
) q) n) G$ \5 v

• Chassis trace of 10mm thick should be enough for surge current.
  ; c. W7 C( Y4 O8 S

小弟查閱許多相關的網站討論（包含 TI E2E Forum），Microsemi 講的線寬 10mm，是連那種 K.20 / K.21 10KA 的死人雷都要過；如果是商用設備 1KV 或 2KV 雷擊（Lightning Surge），大部分的人說 10mil 足矣！

! R# X' p; T. e/ r0 u8 M/ Z如補丁兄弟所言，這種動輒 40m ~ 100m 的纜線延長設備，10cm 以內因線寬不一致造成的阻抗不匹配，都可以忽略不計！

* ]$ y4 n* ~% u2 ?( S* u) W% L
: ^* X, c* {) A6 r/ V0 Y3 ]

超級狗

超級狗 发表于 2025-6-26 22:52
狗幫弟子回報，應該是 VGA / DVI / HDMI Extebder 這類延長傳輸距離的產品，詳見附檔產品說明書。
+ X; k6 G7 u; k
這 ...

5 @7 t2 R& M! N9 e  K什麼？狗糧倉庫早就有資料了！
/ a' ?7 `3 @. M) d
狗老了記性不好，一目十行過目即忘。

5 W- C/ E5 O* a" l8 q
$ r! \2 _* Z* i8 ]6 r% U

超級狗

超級狗 发表于 2025-6-26 22:52
狗幫弟子回報，應該是 VGA / DVI / HDMI Extebder 這類延長傳輸距離的產品，詳見附檔產品說明書。

這 ...

得罪狗幫下場會很慘的！弟子遍及全球，聚眾滋事、隨傳隨到。
$ N* ^; e/ i' S9 s  C
4 @! o4 T8 X9 a: _% k; THDBaseT
! ~8 \0 T: G7 |1 O& `8 M! WHDBaseT是什麼？HDBaseT技術規格與優勢詳解 | 新基科技
2 _0 q% Q5 p& [" Y( t* v! n

) Y8 U2 T5 X% p# I: s

; Z- R: @; Z; R1 e; k

超級狗

Dc2024101522a 发表于 2025-6-26 20:30
/ n2 t7 x6 A0 h& r8 W% G如果我没查错的话，HDMI在1080P120Hz需要接近9Ghz，应该有2对以上的差分传输线对吧，实在是不了解视频相 ...

狗幫弟子回報，應該是 VGA / DVI / HDMI Extender 這類延長傳輸距離的產品，詳見附檔產品說明書。
4 ?* y7 ?+ b# x4 L
這種應用通常有隔離（Isolation），如果 TVS 放在次級端（Secodaryary Side），這個突波（Surge）已經是跨過隔離（Isolation）元件，電流應該不會那麼大了，主要是電平抑制。乙太網路（Ethernet）也有類似放次級端（Secodaryary Side）的 TVS 設計，但通常瓦數不需要太大，主要的衝擊已被出初級端（Primary Side）的保護元件及隔離（Isolation）元件吸收掉了。

或者說是 RJ-45 接口到隔離（Isolation）元件間的初級端（Primary Side）防雷（Lightning Surge Protection）措施，這一段就是遵照乙太網路（Ethernet）的作法了！
# m9 p: Z1 [+ [8 `  e
' a3 [/ k" j3 n5 d8 P) |* t
. s0 t; w. l. d/ b: ^8 Z

Dc2024101522a

huo_xing 发表于 2025-6-26 19:51
  Q2 P$ }# u# U; r+ V. U' L错了，dvi基本就是源码视频。dvi接口里面跑的是hdmi信号，可以去网上查hdmi信号不同分辨率下对应速率。

如果我没查错的话，HDMI在1080P120Hz需要接近9Ghz，应该有2对以上的差分传输线对吧，实在是不了解视频相关设计，我以为是十几M速率的信号拉十几米用呢