【導(dǎo)讀】隨著機(jī)頂盒技術(shù)的發(fā)展，如今的機(jī)頂盒在數(shù)據(jù)支持上能完成諸多高清，交互，多模，多格式的解碼。而在接口方面，一般都能夠支持 USB、HDMI、以太網(wǎng)接口、硬盤(pán)接口等，但是也帶來(lái)了諸多對(duì)不同接口保護(hù)的要求。本文將針對(duì)機(jī)頂盒上常見(jiàn)的接口進(jìn)行相應(yīng)的電路保護(hù)設(shè)計(jì)。
機(jī)頂盒（Set Top Box, 簡(jiǎn)稱(chēng) STB），是一個(gè)連接電視機(jī)與外部信號(hào)源的設(shè)備。它可以將壓縮的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)成電視內(nèi)容，并在電視機(jī)上顯示出來(lái)。從最初只是接收數(shù)字電視信號(hào)的簡(jiǎn)單功能機(jī)頂盒到如今功能繁多的各種機(jī)頂盒高清播放器，隨著機(jī)頂盒技術(shù)的發(fā)展，如今的機(jī)頂盒在數(shù)據(jù)支持上能完成諸多高清，交互，多模，多格式的解碼。而在接口方面，為獲得更多的數(shù)據(jù)來(lái)源，設(shè)備普遍也能夠提供許多種類(lèi)的選擇，一般都能夠支持 USB、HDMI、以太網(wǎng)接口、硬盤(pán)接口等。
不同類(lèi)型接口的支持，使得如今的高清播放器的娛樂(lè)功能日益強(qiáng)大，但是也帶來(lái)了諸多對(duì)不同接口保護(hù)的要求。我們知道各種數(shù)據(jù)類(lèi)型的接口在熱插拔的過(guò)程中都容易受到過(guò)壓過(guò)流靜電等許多故障狀態(tài)的影響，機(jī)頂盒和高清播放器的廠家必須在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程中考慮到不同的意外因素，而在接口的輸入端增加相對(duì)應(yīng)的保護(hù)，這樣才能減少產(chǎn)品的返修率，并給客戶提供良好的使用體驗(yàn)。我們接下來(lái)將會(huì)針對(duì)于這些在機(jī)頂盒上常見(jiàn)的接口來(lái)看一下使用什么保護(hù)器件能夠很好的保護(hù)設(shè)備。
USB 接口保護(hù)設(shè)計(jì)
無(wú)論是 USB2.0 還是目前逐漸普及的 USB3.0，USB 接口是我們最常見(jiàn)并且使用最廣泛的數(shù)據(jù)接口。在便捷的使用過(guò)程中，我們也會(huì)經(jīng)常遇到一些故障狀態(tài)，其中比較常見(jiàn)的就是由于 USB 從設(shè)備短路故障而導(dǎo)致的 USB 主設(shè)備的損傷，使用PolySwitch PPTC（正溫度系數(shù)熱敏電阻）器件是一個(gè)高性?xún)r(jià)比的防護(hù)方案，在短路故障狀態(tài)下，PPTC 器件能夠快速的動(dòng)作從低阻態(tài)轉(zhuǎn)為高阻態(tài)，從而限制電流保護(hù) USB 的設(shè)備。另一種 USB 常見(jiàn)的故障是由靜電噪音帶來(lái)的，在熱插拔的過(guò)程中，靜電的影響非常的明顯，為減少靜電給電路帶來(lái)的影響，我們可以使用 SESD (硅基 ESD 保護(hù)器件)，SESD 器件電容低、鉗位電壓低、ESD 抵抗能量高、封裝尺寸小，是 USB 接口靜電防護(hù)的理想選擇。下圖 1 是在 USB 端口上使用 PPTC 器件與 SESD 器件保護(hù)的典型應(yīng)用。
圖1：USB2.0 典型保護(hù)方案
HDMI 也是如今非常流行的一種多媒體信號(hào)接口，類(lèi)似于 USB 的接口，HDMI接口在使用過(guò)程中也容易受到短路過(guò)流，靜電等各種故障狀態(tài)，同樣我們可以使用 PPTC 器件與 SESD 器件來(lái)保護(hù)接口免受故障的侵?jǐn)_。如圖 2，在 HDMI 端口的電源線上使用 PPTC 進(jìn)行過(guò)流保護(hù)，在其他的信號(hào)線上使用多通道的 SESD 防護(hù)靜電。
圖2：HDMI 典型保護(hù)方案
許多機(jī)頂盒設(shè)備會(huì)有直流電源輸入端口，需要使用 AC/DC 適配器供電，而我們的生活中有太多的設(shè)備需要類(lèi)似的適配器供電，不同的適配器可能有不同的供電電壓，功率，甚至于電源的正負(fù)極性，適配器的錯(cuò)誤使用會(huì)給設(shè)備帶來(lái)嚴(yán)重的損壞，另外在適配器插拔過(guò)程中形成的尖峰噪音也會(huì)給負(fù)載電路帶來(lái)傷害。對(duì)于類(lèi)似電源口的保護(hù)，TE 電路保護(hù)部的 PolyZen 系列器件，作為一種表面貼裝的獨(dú)立器件，能夠同時(shí)完成過(guò)壓，過(guò)流，電源誤接，電源逆接等多方位的保護(hù)。PolyZen 器件集成了一個(gè)可供選擇齊納電壓 (Vz) 的精密齊納二極管，以及一個(gè) PolySwitch 聚合物正溫度系數(shù) (PPTC) 器件，小體積的設(shè)計(jì)使其十分適用于空間狹小的薄型緊湊型環(huán)境，在故障狀態(tài)時(shí)，精密齊納二極管能快速有效的鉗位電壓并分流故障電流，而 PolySwitch PPTC 組件則可以繼而快速的關(guān)斷過(guò)大的電流，從而幫助保護(hù)齊納二極管和下游電子組件。下圖3描述了 PolyZen 產(chǎn)品在直流輸入端口保護(hù)的典型應(yīng)用。
圖3：PolyZen 保護(hù)直流輸入端口典型應(yīng)用
對(duì)于機(jī)頂盒設(shè)備上的 RJ45 端口，同樣考慮到因?yàn)轭l繁插拔時(shí)由于靜電而導(dǎo)致的設(shè)備損害，在端口也可以增加上 SESD 器件來(lái)保護(hù)靜電干擾。圖4分別展示了在 10/100baseT 及 1G Ethernet 上使用 SESD 器件進(jìn)行保護(hù)的應(yīng)用。
圖4：使用 SESD 保護(hù)以太網(wǎng)口
xDSL端口的保護(hù)設(shè)計(jì)
對(duì)于機(jī)頂盒上的 xDSL 端口，可以考慮使用氣體放電管 (GDT) 器件與 PPTC 器件組合的電路來(lái)保護(hù)設(shè)備。GDT 器件可以在電路的一級(jí)保護(hù)中使用，在雷擊保護(hù)中可以起到暫態(tài)的過(guò)電流和限制過(guò)電壓的作用，而 PPTC 器件可以在電力線碰觸保護(hù)中，對(duì)過(guò)流故障起到很好的保護(hù)作用。圖5電路是使用 PPTC 與GDT 器件進(jìn)行雷擊及電力線碰觸保護(hù)的典型應(yīng)用。
圖5：xDSL 電路保護(hù)方案
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