【導讀】隨著機頂盒技術的發展，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、以太網接口、硬盤接口等，但是也帶來了諸多對不同接口保護的要求。本文將針對機頂盒上常見的接口進行相應的電路保護設計。
機頂盒（Set Top Box, 簡稱 STB），是一個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。從最初只是接收數字電視信號的簡單功能機頂盒到如今功能繁多的各種機頂盒高清播放器，隨著機頂盒技術的發展，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源，設備普遍也能夠提供許多種類的選擇，一般都能夠支持 USB、HDMI、以太網接口、硬盤接口等。
不同類型接口的支持，使得如今的高清播放器的娛樂功能日益強大，但是也帶來了諸多對不同接口保護的要求。我們知道各種數據類型的接口在熱插拔的過程中都容易受到過壓過流靜電等許多故障狀態的影響，機頂盒和高清播放器的廠家必須在產品的設計過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，這樣才能減少產品的返修率，并給客戶提供良好的使用體驗。我們接下來將會針對于這些在機頂盒上常見的接口來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
無論是 USB2.0 還是目前逐漸普及的 USB3.0，USB 接口是我們最常見并且使用最廣泛的數據接口。在便捷的使用過程中，我們也會經常遇到一些故障狀態，其中比較常見的就是由于 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）器件是一個高性價比的防護方案，在短路故障狀態下，PPTC 器件能夠快速的動作從低阻態轉為高阻態，從而限制電流保護 USB 的設備。另一種 USB 常見的故障是由靜電噪音帶來的，在熱插拔的過程中，靜電的影響非常的明顯，為減少靜電給電路帶來的影響，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，類似于 USB 的接口，HDMI接口在使用過程中也容易受到短路過流，靜電等各種故障狀態，同樣我們可以使用 PPTC 器件與 SESD 器件來保護接口免受故障的侵擾。如圖 2，在 HDMI 端口的電源線上使用 PPTC 進行過流保護，在其他的信號線上使用多通道的 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給設備帶來嚴重的損壞，另外在適配器插拔過程中形成的尖峰噪音也會給負載電路帶來傷害。對于類似電源口的保護，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，能夠同時完成過壓，過流，電源誤接，電源逆接等多方位的保護。PolyZen 器件集成了一個可供選擇齊納電壓 (Vz) 的精密齊納二極管，以及一個 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境，在故障狀態時，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斷過大的電流，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 器件進行保護的應用。
圖4：使用 SESD 保護以太網口
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的過電流和限制過電壓的作用，而 PPTC 器件可以在電力線碰觸保護中，對過流故障起到很好的保護作用。圖5電路是使用 PPTC 與GDT 器件進行雷擊及電力線碰觸保護的典型應用。
圖5：xDSL 電路保護方案
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