【導讀】隨著(zhù)機頂盒技術(shù)的發(fā)展，如今的機頂盒在數據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)了諸多對不同接口保護的要求。本文將針對機頂盒上常見(jiàn)的接口進(jìn)行相應的電路保護設計。
機頂盒（Set Top Box, 簡(jiǎn)稱(chēng) STB），是一個(gè)連接電視機與外部信號源的設備。它可以將壓縮的數字信號轉成電視內容，并在電視機上顯示出來(lái)。從最初只是接收數字電視信號的簡(jiǎn)單功能機頂盒到如今功能繁多的各種機頂盒高清播放器，隨著(zhù)機頂盒技術(shù)的發(fā)展，如今的機頂盒在數據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，為獲得更多的數據來(lái)源，設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 )功能日益強大，但是也帶來(lái)了諸多對不同接口保護的要求。我們知道各種數據類(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，機頂盒和高清播放器的廠(chǎng)家必須在產(chǎn)品的設計過(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應的保護，這樣才能減少產(chǎn)品的返修率，并給客戶(hù)提供良好的使用體驗。我們接下來(lái)將會(huì )針對于這些在機頂盒上常見(jiàn)的接口來(lái)看一下使用什么保護器件能夠很好的保護設備。
USB 接口保護設計
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據接口。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 從設備短路故障而導致的 USB 主設備的損傷，使用PolySwitch PPTC（正溫度系數熱敏電阻）器件是一個(gè)高性?xún)r(jià)比的防護方案，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)轉為高阻態(tài)，從而限制電流保護 USB 的設備。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 器件保護的典型應用。
圖1：USB2.0 典型保護方案
HDMI 也是如今非常流行的一種多媒體信號接口，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)保護接口免受故障的侵擾。如圖 2，在 HDMI 端口的電源線(xiàn)上使用 PPTC 進(jìn)行過(guò)流保護，在其他的信號線(xiàn)上使用多通道的 SESD 防護靜電。
圖2：HDMI 典型保護方案
許多機頂盒設備會(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，甚至于電源的正負極性，適配器的錯誤使用會(huì )給設備帶來(lái)嚴重的損壞，另外在適配器插拔過(guò)程中形成的尖峰噪音也會(huì )給負載電路帶來(lái)傷害。對于類(lèi)似電源口的保護，TE 電路保護部的 PolyZen 系列器件，作為一種表面貼裝的獨立器件，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。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 (PPTC) 器件，小體積的設計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的典型應用。
圖3：PolyZen 保護直流輸入端口典型應用
對于機頂盒設備上的 RJ45 端口，同樣考慮到因為頻繁插拔時(shí)由于靜電而導致的設備損害，在端口也可以增加上 SESD 器件來(lái)保護靜電干擾。圖4分別展示了在 10/100baseT 及 1G Ethernet 上使用 SESD 器件進(jìn)行保護的應用。
圖4：使用 SESD 保護以太網(wǎng)口
xDSL端口的保護設計
對于機頂盒上的 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)保護設備。GDT 器件可以在電路的一級保護中使用，在雷擊保護中可以起到暫態(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(xiàn)碰觸保護中，對過(guò)流故障起到很好的保護作用。圖5電路是使用 PPTC 與GDT 器件進(jìn)行雷擊及電力線(xiàn)碰觸保護的典型應用。
圖5：xDSL 電路保護方案
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