Стабилизатор напряжения сигнала hdmi

Обновлено: 04.07.2024

Надеюсь на вашу помощь. Месяц назад началась данная проблема: посреди работы ПК(в состоянии покоя или в активном пользовании) отключается монитор с надписью "HDMI no signal" при этом иногда вместе с чёрным экраном звук остаётся, а иногда пропадает и после перезагрузки включался нормально и работает до следующего отключения сигнала. Обращаюсь сюда за помощью, хотя понимаю, что сложно точно сказать в чём проблема когда перед тобой только текст, но всё же. мало ли кто-то из вас встречался с подобным.

На всякий случай сборка(покупал готовую сборку год назад):

HDD Toshiba 2000Gb DT01ACA200

Кулер DeepCool GammaXX 300

Процессор Intel Core i7-8700K

Оперативная память DDR4 16Gb Team Elite TED416G2400C1601

Материнская плата Gigabyte GA-Z370M-DS3H

Видеокарта Nvidia GeForce Inno3D GTX 1070ti iChill X3 V2

Блок питания 650w Aerocool VX-650

Монитор 24" ASUS VX24AH BK

Опишу всё, что я предпринимал, чтоб сразу отсеять некоторые варианты

Сначала сам пробовал посмотреть, что внутри, может что-то отходит. Провода перепроверил, оперативку снял и подключил снова, проц не трогал и видюху тоже, она очень сильно держалась и надо было защёлку подцепить и я не стал трогать.

Обратился в ремонт, мастер приехал, посмотрел, сказал что возможно некорректная работа биоса и взял к себе домой, перепрошил биос, якобы всё проверил и сказал, что у него всё работает, я ему только системный блок давал. ( по итогу он не очень внушал доверия) Ещё он сделал замечание по сборке, что кулер недостаточно мощный для моего проца.(после пары дней как я забрал комп я обнаружил внутри корпуса на дне отломанную защёлку от материнки, которая фиксирует видюху, предъявил это мастеру , а он сказал, что она уже была якобы отломана, не хочу углубляться в описание разборок, идём дальше) Какое-то время дома я ещё тестил комп и всё также отпадал сигнал и после многократных некорректных выключений компа ( с помощью кнопки включения) уже винда не могла нормально включиться.

Затем я подобрал кулер получше и купил SSD и вышел на связь по знакомству с сисадмином, который хорошо шарит в электронике и был заинтересован безвозмездно помочь. Сначала он сказал, что проблема может быть просто в проводе HDMI, я достал второй провод, поработал на старом HDMI и на новом, в итоге с двумя проводами проблема повторялась. Затем просто проверил сам монитор, подключив его через HDMI к ноуту и долго тестировал и с сигналом было всё чётко.

После этого я передал сисадмину системник. Он поставил кулер и снёс систему и поставил всё на новый SSD, переустановил все драйвера. Сначала у него всё было ок, а потом тоже начала отпадать сигнал. Он тестировал все мои комплектующие, вставлял поочередно их в свой комп и тесты нагрузки показывали, что всё норм. В общем он сам был очень удивлён и на следующий день он сказал, что просто взял и разобрал полностью мой комп и собрал обратно и в итоге после продолжительного пользования моим компом сказал, что всё хорошо, что реально бывает такое что по одиночке перебирая не всегда легко выявить неисправность и помогает вот такой способ полной пересборки. Когда забирал у него комп, он мне дал свою видеокарту Asus Nvidia GeForce 1060(по размерам на 30% меньше моей), чтоб я в случае повторения проблемы поставил себе его видюху и посмотрел что будет.

После того как я забрал комп и включил дома, то всё было окей, но на утро опять отпадал сигнал, вставил видюху сисадмина и с ней повторялось то же самое. Разбираясь во всём этом обратил внимание на розетки в квартире где живу: иногда в соседней комнате начинал работать холодильник и в это время был слышен треск в колонках. Очередная версия была в том, что в моей квартире случаются скачки напряжения и что видюха - это первое, что может отпадать при таких сбоях. Проверил все розетки на заземление, всё оказалось норм. Позвали электриков и они покопались в подъезде в щитке и сказали, что плохо была сделана разводка в квартире и что все в ней розетки были подключены в одной цепи, в итоге они как могли поправили всё. После этого купил источник бесперебойного питания, чтоб обезопасить пк от дальнейших скачков напряжения. Но и конечно с бесперебойником проблема продолжилась.

Пробовал включать комп вообще без видеокарт, подключившись через HDMI к материнке, то есть через встроенный видео чип и после длительных тестов монитор не отпадал.

Я продолжал поочередно тестировать комп то с моей видюхой, то с видюхой сисадмина, в надежде увидеть какие-нибудь новые детали. Иногда прям перезагрузки не помогают и на этапе включения Биоса сигнал HDMI отпадал. Не знал, что делать, но потом вспомнил, что сисадмин говорил, что всё время, что мой пк был у него и тестировался, комп лежал в горизонтальном положении. Вот и я решил тогда изменить привычное вертикальное положение компа на горизонтальное и сразу комп включился, хотя до этого 6 раз подряд в вертикальном положении комп включался, но сразу на старте отпадал сигнал. Но все равно даже в горизонтальном положении позже отпал сигнал. Вот и сразу приходит мысль, что видюха отпадает от разъёма материнки, тем более уже без фиксированной защёлки, да и видеокарта сама по себе большая и тяжелая. К слову единственное серьёзное физическое воздействие которое применялось к компу это переезд из Беларуси в Россию в родной коробке от корпуса с пенопластовыми уголками с фиксацией.

Через какое-то время я в очередной раз подумал протестировать комп с моей видюхой, на этот раз я положил корпус горизонтально и включил комп. Я постоянно поглядывал в корпус на видюху и параллельно пользовался компом и через 10 минут отпадает сигнал и я быстро смотрю на видеокарту, а она продолжает крутиться и гореть подсветкой.

Так вот это последняя версия, что есть у меня: расшатанный разъём для видеокарты на материнке. Но с другой стороны при частичной потере контакта материнки с видюхой она же должна останавливаться? Собираюсь купить материнку и посмотреть, что будет, но сперва решил тут написать, так как потратил уже много сил и денег, надеюсь кому-нибудь придёт в голову мысль, до которой я не додумался.

Тип: ПЕРЕХОДНИК шт.HDMI - 2гн.HDMI (провод) REXANT предназначен для подключения двух устройств через один разъем источника цифровых видеоданных высокого разрешения и многоканальных цифровых аудиосигналов с защитой от копирования.

Тип: Распределитель HDMI.

HDMI репитер с поддержкой 4Kx2K и HDMI 2.0. Устройство соединит два HDMI кабеля общей длиной до 25 метров для 4K (2160p 60Hz) контента, и длиной до 50 метров для Full HD контента (1080p 60Hz).

Разветвитель - сплиттер Vention HDMI 19F/2x19F на 2 монитора

Тип: Усилители-распределители HDMI.

Тип: Распределитель HDMI.

Тип: коммутатор HDMI.

Тип: Сплиттер (разветвитель) 1 HDMI вход => 2 HDMI выхода.

Разветвитель HDMI Cablexpert, HD19F/2x19F, 1 компьютер => 2 монитора, Full-HD, 3D, 1.4v

Тип: Kramer PT-2H - повторитель сигналов интерфейса HDMI.

Тип: Активный делитель HDMI 1 на 2 1 штука.

Разветвитель HDMI Cablexpert, HD19F/2x19F, 1 компьютер => 2 монитора, паcсивный, Full-HD

Тип: Распределитель HDMI.

Тип: Сплиттер (разветвитель) 1 HDMI вход => 8 HDMI выхода.

HDMI- делитель 1x4 REXANT, это устройство позволяющее распределять сигналы от одного устройства к нескольким.

Тип: Усилитель-распределитель для сигнала HDM. Цвет: Черный.

Тип: Распределитель HDMI.

Тип: Усилитель-распределитель 1:2 сигналов интерфейса HDMI разрешения 4Кх2К и 3D.

Разветвитель HDMI 1M -> 2F

Тип: Активный делитель HDMI 1 на 3 1 штука.

В последние несколько лет интерфейс HDMI стал основным способом подключения потребительских цифровых видеоустройств. С расширением возможностей телевизоров (например, увеличение разрешения и глубины цвета, поддержка 3D-изображений) спецификация HDMI также эволюционирует, включая в себя новые функции. Однако при этом перед инженерами-разработчиками встают такие проблемы, как сохранение стоимости системы на приемлемом уровне при одновременном удовлетворении растущих требований к скорости передачи данных, а также обеспечение совместимости. Задачи проектирования, легко решавшиеся для одного порта 1080i в ЖК-телевизоре с коротким кабелем, значительно усложняются, когда требуется обеспечить более глубокий цвет в формате 1080p в 5-портовом ЖК-телевизоре с 30-метровыми кабелями.

Есть и хорошая новость: уже существуют проверенные решения в помощь разработчикам. Однако этого недостаточно. Критически важно понимать суть проблем и методы их решения. Перечислим важнейшие проблемы:

Согласование импеданса TMDS и минимизация расфазировки (skew) сигнала.
Адекватная защита от электростатического разряда и обеспечение целостности сигнала.
Преобразование напряжения «низкого» логического уровня в сигналы DDC.
Поддержка длинных кабелей.
Аппаратная реализация шины CEC.
Защита линии 5 В от перегрузки по току и изоляция в дежурном режиме.

Новое устройство NXP IP4786CZ32 для формирования сигнала позволяет инженерам, которым требуется простое проверенное решение, исключить все эти сложные проблемы и при этом имеет самый миниатюрный форм-фактор и самую низкую стоимость.

Защита от электростатического разряда для линий TMDS с согласованным импедансом

Спецификация HDMI требует, чтобы высокоскоростные сигналы (линии TMDS) имели дифференциальный импеданс 100 Ом (рис. 1). Импеданс зависит от индуктивности и емкости, которые определяются геометрическими размерами дорожек печатной платы и ее разводкой. Подключение любых компонентов, таких как устройства защиты от электростатического разряда или фильтры синфазного сигнала, к этим тщательно спроектированным сигнальным линиям приводит к изменению импеданса. Из-за несогласованности импеданса возникают отражения, которые ухудшают характеристики сигнала. Несогласованность импеданса двух линий дифференциальной пары также увеличивает сдвиг фазы внутри пары, что приводит к нарастанию расфазировки сигнала и возникновению электромагнитных помех. При повышении скорости передачи данных важность согласования импедансов возрастает.

Рис. 1. «Глазковая» диаграмма TMDS (3,4 Гбит/с) при использовании защиты от электростатического разряда для TMDS-линии

Высокоскоростные дифференциальные сигналы особенно уязвимы при электростатическом разряде (ESD) из-за небольших геометрических размеров полупроводникового компонента в схемах передатчика/приемника, а также из-за того, что дорожки сигнала отлично пропускают импульсы ESD, которые сами являются высокоскоростными сигналами. Для защиты системы от электростатического разряда на протяжении всего срока службы инженеры-разработчики обычно добавляют схему ESD-защиты — например, ESD-диод — на каждую сигнальную линию. Однако применять эти диоды следует крайне осторожно, поскольку дополнительная емкость схемы ESD-защиты изменяет импеданс проектируемых сигнальных линий, что может привести к нарушению целостности сигнала.

DDC-буферизация

Линии DDC HDMI используют сигналы уровня 5 В. При реализации шины HDMI DDC разработчики систем должны обеспечить выполнение двух ключевых требований: к времени нарастания сигнала и к уровню напряжения сигнала. Первоначально время нарастания сигнала регулировалось путем ограничения допустимой емкости шины DDC. Однако это сложно реализовать на практике, например, если пользователь пытается соединить два HDMI-устройства с помощью недорогого кабеля с более высокой емкостью. Требования к уровню напряжения могут стать источником проблем, поскольку новые наборы микросхем рассчитаны на более низкий логический уровень напряжения, в то время как шине DDC необходим сигнал уровня 5 В для совместимости с другими 5-В устройствами, например с ЭСППЗУ (EEPROM).

Проблема длинных кабелей обычно решается за счет использования либо динамических подтягивающих (pullup) схем, либо DDC-буферов. И те, и другие выпускаются множеством производителей. Вообще говоря, решения с DDC-буфером предпочтительнее, потому что они изолируют системную схему DDC от линии DDC внешнего кабеля, более надежны и легко интегрируются со схемами поддержки «низкого» логического уровня.

Подключение низковольтных передовых КМОП «систем на кристалле» к 5-В шине DDC может привести к возникновению проблем при обработке сигналов как «высокого», так и «низкого» логического уровня. Большинство разработчиков знает о том, что при использовании «систем на кристалле», которые не имеют контактов ввода/вывода, устойчивых к напряжению 5 В, необходим сдвиг напряжения в сторону более высоких значений: для этого применяют специальный транзистор, смещающий уровень сигнала с 5 В на стороне шины DDC к более низкому значению «высокого» логического уровня. К сожалению, это не решает проблему для сигналов «низкого» логического уровня, и даже при использовании «систем на кристалле» с контактами ввода/вывода, рассчитанными на напряжение 5 В, по-прежнему возникают проблемы с обработкой сигналов «низкого» логического уровня.

DDC «подтягивает» (pull-down) сигналы к шине, из-за чего сигналы DDC низкого уровня становятся чувствительными к сопротивлению линии DDC. С ростом сопротивления линии DDC повышается напряжение «низкого» уровня, и в результате «система на кристалле» может ошибочно распознавать низкий сигнал как высокий. Эта проблема усложняется в связи с распространением многопортовых телевизоров и ресиверов, в которых HDMI-коммутаторы установлены в тракт сигнала, увеличивая сопротивление, а также в связи с использованием кабелей большей длины и, следовательно, большего сопротивления. К сожалению, простые полевые транзисторы смещения уровня не способны уменьшить «низкий» логический сигнал, напротив, они его повышают из-за собственного сопротивления во включенном состоянии. Новые буферы DDC, такие как в NXP IP4786 CZ32, обеспечивают двунаправленное смещение сигналов как высокого, так и низкого логического уровня, одновременно изолируя емкость кабеля, при этом сокращается время нарастания сигнала в кабелях высокой емкости. Кроме того, ESD-защита может быть интегрирована прямо в буфер DDC, а изоляция буфера исключает попадание любой остаточной энергии в HDMI «систему на кристалле», предохраняя ее от обратного тока и обеспечивая в целом гораздо более высокий уровень защиты от электростатического разряда.

Защита линий 5 В от перегрузки по току и изоляция

Через разъем HDMI напряжение 5 В подается от источника сигнала HDMI, например ресивера, к приемнику HDMI, например телевизору. Это напряжение 5 В используется для питания памяти EDID приемника, хранящей характеристики дисплея, и позволяет приемопередатчику HDMI считывать их. С 5-вольтовым источником питания связаны две ключевые проблемы разработки: одна касается безопасности, а вторая — функциональности системы.

С точки зрения безопасности напряжение питания 5 В необходимо для реализации некоторого уровня защиты от перегрузки по току. Оно предотвращает избыточное потребление мощности неисправными периферийными устройствами через порт и, что более важно, защищает систему в случае короткого замыкания — например, если кабель HDMI поврежден. Отсутствие такой защиты может привести к неустранимым повреждениям и даже теоретически — к возгоранию. Обычно нельзя полагаться на защиту от перегрузки по току, реализованную для основной 5-вольтовой шины системы, так как допустимый ток на такой шине, как правило, значительно выше, чем требует спецификация HDMI (1 А). В основном используются два типа защиты: полупроводниковые схемы защиты от перегрузки по току и самовосстанавливающиеся предохранители (polyfuse). Вообще говоря, полупроводниковые устройства защиты от перегрузки по току предпочтительнее, так как они более надежны и реагируют быстрее. В NXP IP4786 CZ32 защита 5-В линии от перегрузки по току интегрирована непосредственно в то же устройство, что и защита от электростатического разряда и DDC-буферы, благодаря чему отпадает необходимость в дополнительных устройствах.

На функциональном уровне во многих приложениях важно изолировать 5-вольтовую шину HDMI от основной 5-вольтовой шины системы. Главная причина в том, что некоторые приемники и телевизоры HDMI, обнаруживая напряжение 5 В на шине питания, воспринимают его как сигнал для включения собственного питания. Ресивер/персональный видеомагнитофон может включаться посреди ночи для записи программы, но вряд ли потребитель будет доволен, если при этом случайно включится и телевизор. С помощью полупроводникового решения, такого как IP4786CZ32 (через вывод активации), можно легко реализовать изоляцию шины HDMI 5 В от системной 5-вольтовой шины, однако если в системе используется самовосстанавливающийся предохранитель, этого сделать не удастся.

Шина CEC

Consumer Electronic Control (CEC) — это однопроводная двунаправленная шина, которая позволяет приемникам и источникам сигнала HDMI обмениваться командами и упрощает управление домашней развлекательной системой. Низкоскоростная шина CEC рассчитана на более высокую емкостную нагрузку. Подтягивающее сопротивление 27 кОм довольно велико, поэтому шина CEC чувствительна к токам утечки, особенно в тех случаях, когда модуль HDMI выключен. Максимальный ток утечки составляет 1,8 мкА. Кроме того, набор команд CEC поддерживает «пробуждение» приемника или источника сигнала HDMI, для чего шина CEC должна сохранять работоспособность в тех случаях, когда устройство находится в дежурном режиме.

Чтобы удовлетворить требования к обратному току и току утечки шины CEC, можно подключить диод Шоттки после подтягивающего резистора 27 кОм, но это увеличивает стоимость системы и требует дополнительного места на плате. Решение NXP IP4786CZ32 обеспечивает соответствие требованиям к обратному току и току утечки шины CEC при сохранении функции пробуждения из дежурного режима CEC благодаря интеграции буфера для сдвига уровня, а также подтягивающих резисторов и «обратноходового» (backdrive) диода, что позволяет упростить разводку за счет полностью протестированной и соответствующей требованиям CEC схемы.

Другие проблемы формирования сигнала HDMI

С введением нового канала HEAC (HDMI Ethernet and Audio return Channel) в стандарте HDMI 1.4 появилась необходимость в защите от электростатического разряда еще одной линии сигнала, а также в развязке дифференциального сигнала Ethernet с горячим подключением и реверсивного звукового канала. 5-вольтовый уровень сигнала «горячего» подключения может также потребовать смещения напряжения к более низкому уровню. Компания NXP интегрировала дополнительную защиту от электростатического разряда, а также буфер с триггером Шмитта, одновременно обеспечив полную ESD-защиту всех сигналов.

Заключение

Характеристики HDMI-устройства и его соответствие спецификации в большой степени зависят от выбора компонентов, устанавливаемых между «системой на кристалле» HDMI и разъемом. Более высокие скорости передачи данных, более длинные кабели и расширение функциональности устройств — все это усложняет задачу формирования сигнала. Двенадцать информационных линий HDMI (13 — в стандарте HDMI 1.4), а также линия питания HDMI 5 В требуют использования дополнительных компонентов, чтобы гарантировать надежность системы и целостность сигнала. Существуют проверенные недорогие решения, способные ускорить разработку схемы и вывод готовой продукции на рынок. Одно из них — ИС IP4786CZ32 (рис. 2), в которой интегрированы все внешние схемы для формирования сигналов и защиты.

1 IDAC_OUT_X VIDEO

Заменив сгоревший транзистор, в большинстве случаев, можно восстановить подачу видеосигнала на телевизор.

Другое решение по защите видеовыхода процессора от перенапряжений – установка многослойного варистора СeraDiode® для защиты от электростатических разрядов, а также проходного электролитического конденсатора и помехозащищающего дросселя. Внешне варистор похож на SMD-конденсатор. При пробое он должен прозваниваться накоротко. Так построена, например, схема шасси MSD7T01-R836.

Заменив (или временно удалив для проверки) сгоревший варистор, в большинстве случаев можно восстановить подачу видеосигнала на телевизор.

В более дешевых моделях DVB-T2 приставок видеосигнал прямо с процессора подается на разъем. Так, например, построена схема приставки GAL RS-1010L-T/T2 (шасси JN-7802+1236+120_V1.1).

В последней схеме при попадании напряжения с телевизора на вход приставки сразу сгорает выход процессора. В этом случае ремонт становится нерентабельным. Единственным способом восстановления работоспособности выхода RCA приставки является подключение к выходу HDMI специального конвертера.

Для простоты прозвона цепей видеовыхода приведем таблицу с названиями некоторых микропроцессоров, используемых в приставке и номеров их выводов видеовыхода:

Модель микропроцессора	Номер выв. вых. видео
MStar MSD7802	113
MStar MSD7816	01
MStar MSD7T01	113
ALi M3601	234
ALi M3812	34
ALi M3821	31
GX3235S	50

Неисправности при подключении телевизора по HDMI. Если Вы видите на экране надпись «Нет сигнала», далеко не всегда это неисправность HDMI выхода приставки. Часто такая надпись появляется при несоответствии видеорежимов приставки и телевизора (монитора). Дело в том, что программном обеспечении телевизора (монитора) есть таблица допустимых видеорежимов – частота строк, кадров и количество пикселов по вертикали и горизонтали. При подключении какого-либо устройства к телевизору через вход HDMI первым делом ПО телевизора анализирует сигнал какого разрешения подается на вход и подбирает данные из таблицы. Если он не может найти подходящих параметров, то на экране появляется надпись «нет сигнала», хотя на самом деле он есть.

Бороться с этой проблемой можно следующим способом: соединяем телевизор и приставку кабелем «тюльпан-тюльпан», входим в меню приставки и меняем видеорежим (разрешение экрана) на соседний, после чего опять тестируем подключение по HDMI-порту. Если не помогло – повторяем процедуру еще раз. Иногда попасть в нужный режим удается со второго – третьего раза.

О подключении диагностического порта UART писалось здесь, здесь и здесь. К сожалению, в последнее время в ряде моделей приставок производители перестали делать отдельные контактные площадки для диагностики. Но, поскольку сигналы RX и TX порта берутся напрямую с процессора, в ряде случаев контакты порта UART можно прямо к нему и подпаять. В этом случае поможет вот эта табличка:

Модель микропроцессора	Номер вывода
Модель микропроцессора	RX	TX
MStar MSD7802	59	60
MStar MSD7816	94	95
MStar MSD7T01	35	36
ALi M3601	03	02
ALi M3812	115	114
ALi M3821	07	08
GX3235S	27	26

В заключении приведем несколько ссылок на электронные компоненты, часто встречающиеся в тюнерах:

* xxx - буквы и цифры, означающие код даты изготовления и номера партии микросхем.

** xx - буквы и цифры, означающие заводской код даты изготовления.

Читайте также: