探索LMH1208超高清UHD - SDI雙路輸出電纜驅(qū)動(dòng)器的奧秘

在超高清視頻飛速發(fā)展的今天，對(duì)于能夠支持高速、高質(zhì)量視頻傳輸?shù)挠布枨笠踩找嬖鲩L。LMH1208作為一款12G UHD - SDI低功耗雙路輸出電纜驅(qū)動(dòng)器，無疑是滿足這一需求的優(yōu)秀選擇。今天，我們就來深入了解一下這款器件。

文件下載：lmh1208.pdf

一、LMH1208的特性與優(yōu)勢(shì)

1. 廣泛的標(biāo)準(zhǔn)支持

LMH1208支持ST - 2082 - 1 (12G)、ST - 2081 - 1 (6G)、ST - 424 (3G)、ST - 292 (HD) 和ST - 259 (SD) 等多種SMPTE視頻速率標(biāo)準(zhǔn)，還兼容DVB - ASI和AES10 (MADI)。這使得它能夠適應(yīng)不同的視頻應(yīng)用場(chǎng)景，為4K/8K應(yīng)用實(shí)現(xiàn)超高清視頻傳輸。

2. 出色的輸出設(shè)計(jì)

它具備雙路差分輸出電纜驅(qū)動(dòng)器，并且在主機(jī)端提供均衡100Ω環(huán)回輸出，可用于監(jiān)控或信號(hào)分配。片上集成了75Ω終端和回?fù)p補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，能滿足嚴(yán)格的SMPTE回?fù)p要求，有效提高信號(hào)完整性。

3. 靈活的可編程功能

可編程PCB輸入均衡器能減少PCB跡線造成的碼間串?dāng)_（ISI）。75Ω輸出端支持可編程預(yù)加重、輸出振幅和壓擺率控制；100Ω輸出端支持可編程去加重功能和輸出振幅；75Ω和100Ω輸出端還能進(jìn)行極性反轉(zhuǎn)。這些可編程功能讓工程師可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求進(jìn)行靈活調(diào)整。

4. 智能的省電模式

輸入信號(hào)檢測(cè)功能可確定電纜驅(qū)動(dòng)器輸入端是否有有效信號(hào)。當(dāng)沒有輸入信號(hào)時(shí)，器件會(huì)自動(dòng)進(jìn)入省電工作模式，降低功耗。例如，在Power Save Mode下，功耗典型值僅為25mW。

5. 便捷的控制與封裝

可通過引腳、SPI或SMBus接口進(jìn)行編程，方便工程師進(jìn)行配置。采用2.5V單電源供電，工作溫度范圍為 - 40°C至 + 85°C，5mm × 5mm 32引腳WQFN封裝，尺寸小巧，便于集成到各種設(shè)計(jì)中。

二、LMH1208的詳細(xì)功能剖析

1. 4 - 級(jí)輸入引腳和閾值

4 - 級(jí)輸入配置引腳通過電阻分壓器提供四個(gè)邏輯狀態(tài)，內(nèi)部有30kΩ上拉和60kΩ下拉電阻，結(jié)合外部電阻可實(shí)現(xiàn)所需電壓水平。不同的邏輯狀態(tài)對(duì)應(yīng)不同的功能設(shè)置，為工程師提供了更多的控制選項(xiàng)。

2. 數(shù)據(jù)路徑控制

OUT0_SEL和SDI_OUT2_SEL引腳可選擇LMH1208的數(shù)據(jù)路徑路由，有多種信號(hào)路徑組合可供選擇，以滿足不同的應(yīng)用需求。例如，可配置為單電纜驅(qū)動(dòng)器、雙電纜驅(qū)動(dòng)器或帶有主機(jī)端環(huán)回功能的驅(qū)動(dòng)器。

3. 輸入信號(hào)檢測(cè)與模式切換

IN0的信號(hào)檢測(cè)電路可監(jiān)控輸入信號(hào)的有無。當(dāng)檢測(cè)到有效信號(hào)時(shí)，器件正常工作；無信號(hào)時(shí)進(jìn)入省電模式；若ENABLE引腳拉低，則進(jìn)入掉電模式。這種智能的模式切換機(jī)制有助于節(jié)省功耗，提高系統(tǒng)效率。

4. 連續(xù)時(shí)間線性均衡器（CTLE）

CTLE用于補(bǔ)償傳輸介質(zhì)在器件輸入前的頻率相關(guān)損耗，通過對(duì)輸入信號(hào)應(yīng)用可變?cè)鲆?，提升高頻信號(hào)，減少ISI。HOST_EQ0引腳可確定IN0的自適應(yīng)模式和EQ提升水平，為不同長度的板跡提供優(yōu)化的均衡設(shè)置。

5. 輸出驅(qū)動(dòng)器控制

5.1 線側(cè)輸出電纜驅(qū)動(dòng)器

SDI_OUT1和SDI_OUT2可驅(qū)動(dòng)75Ω單端同軸電纜，支持可編程輸出振幅、預(yù)加重和壓擺率控制。不同的SLEW_CTRL和SDI_VOD引腳設(shè)置可根據(jù)數(shù)據(jù)速率和信號(hào)質(zhì)量需求進(jìn)行調(diào)整，以確保輸出信號(hào)的完整性。

5.2 主機(jī)側(cè)100Ω輸出驅(qū)動(dòng)器

OUT0作為主機(jī)側(cè)環(huán)回輸出，支持極性反轉(zhuǎn)和可編程輸出振幅及去加重功能。默認(rèn)設(shè)置適用于1 - 2英寸的板跡，可通過寄存器控制進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)不同的布線距離。

6. 狀態(tài)指示與中斷

SD_N引腳可配置為指示輸入信號(hào)檢測(cè)或中斷事件。默認(rèn)情況下，它指示信號(hào)檢測(cè)事件，檢測(cè)到有效信號(hào)時(shí)拉低；也可通過寄存器編程配置為中斷輸出，當(dāng)發(fā)生中斷時(shí)拉低。

三、工作模式與通信接口

1. 系統(tǒng)管理總線（SMBus）模式

當(dāng)MODE_SEL = L時(shí)，LMH1208進(jìn)入SMBus模式。通過ADDR0和ADDR1引腳設(shè)置從設(shè)備地址，支持最高400kHz的通信速率。SMBus是一種兩線串行接口，可實(shí)現(xiàn)主設(shè)備與從設(shè)備之間的通信，用于讀取和寫入寄存器數(shù)據(jù)。

2. 串行外設(shè)接口（SPI）模式

當(dāng)MODE_SEL = F或H時(shí)，器件處于SPI模式。使用MOSI、MISO、SS_N和SCK引腳進(jìn)行SPI總線通信。每個(gè)SPI事務(wù)為17位，支持讀寫操作，還支持SPI菊花鏈連接，可實(shí)現(xiàn)多個(gè)器件的級(jí)聯(lián)通信。

四、應(yīng)用與設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1. SMPTE要求與規(guī)格

在設(shè)計(jì)中，需要滿足SMPTE規(guī)定的一些關(guān)鍵要求，如回?fù)p、AC耦合和上升/下降時(shí)間等。LMH1208內(nèi)置75Ω回?fù)p網(wǎng)絡(luò)，推薦使用4.7μF AC耦合電容，SDI_OUT1和SDI_OUT2電纜驅(qū)動(dòng)器支持可編程邊緣速率調(diào)整，以滿足這些要求。建議將LMH1208盡量靠近75Ω BNC端口，以確保信號(hào)質(zhì)量。

2. 與LMH1228的兼容性

LMH1208與LMH1228引腳兼容，當(dāng)LMH1208的RSV_L引腳連接到2.5V時(shí)，可方便地升級(jí)到LMH1228，為設(shè)計(jì)的升級(jí)和擴(kuò)展提供了便利。

3. 典型應(yīng)用

3.1 雙電纜驅(qū)動(dòng)器

可將LMH1208配置為雙電纜驅(qū)動(dòng)器，將相同的SDI輸出信號(hào)路由到多個(gè)接收器。設(shè)計(jì)時(shí)需注意選擇合適的電源、AC耦合電容和BNC連接器，遵循高速布局指南，配置OUT0_SEL和SDI_OUT2_SEL引腳，并根據(jù)電纜長度調(diào)整SDI_VOD輸出振幅。

3.2 分配放大器

可將LMH1208配置為分配放大器，將SDI輸入信號(hào)分配到多個(gè)電纜驅(qū)動(dòng)器輸出，同時(shí)將OUT0環(huán)回輸出作為下一個(gè)LMH1208的輸入。設(shè)計(jì)時(shí)除了遵循雙電纜驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)要點(diǎn)外，還需調(diào)整OUT0±的輸出VOD和去加重水平，以確保信號(hào)在級(jí)聯(lián)過程中的質(zhì)量。

五、電源與布局建議

1. 電源供應(yīng)

為確保穩(wěn)定的電源供應(yīng)，需要在每個(gè)RSV_L、VDD_LDO和VIN電源引腳附近放置0.1μF表面貼裝陶瓷電容進(jìn)行去耦，RSV_L和VIN還推薦使用較大的大容量電容。良好的電源旁路需要低電感電容，可通過多個(gè)小尺寸表面貼裝旁路電容陣列來實(shí)現(xiàn)。

2. 布局指南

2.1 板層堆疊和接地參考

選擇支持75Ω單端跡線和100Ω差分跡線布線的板層堆疊，為不同的高速信號(hào)提供一致的接地參考，避免阻抗不匹配。

2.2 高速PCB跡線布線和耦合

遵循高速布線規(guī)則，如保持差分對(duì)的均勻?qū)挾群烷g隙、控制跡線彎曲角度、避免使用信號(hào)過孔等。對(duì)于不同的信號(hào)引腳，采用不同的阻抗匹配和布線方式。

2.3 反焊盤和BNC連接器布局

在AC耦合電容和IC焊盤下方放置反焊盤，減少寄生電容。使用設(shè)計(jì)良好的BNC連接器，并保持與SDI_OUT1±和SDI_OUT2±的短跡線連接。

2.4 電源和接地連接

將電源引腳直接連接到電源或接地平面，使用短過孔，并在電源引腳附近放置去耦電容。

2.5 封裝和焊盤設(shè)計(jì)

注意WQFN封裝的EP（暴露焊盤）的模板參數(shù)和焊接要求，確保良好的焊接質(zhì)量。

六、總結(jié)

LMH1208超高清UHD - SDI雙路輸出電纜驅(qū)動(dòng)器以其豐富的特性、靈活的功能和出色的性能，為超高清視頻傳輸應(yīng)用提供了強(qiáng)大的支持。在設(shè)計(jì)過程中，工程師需要充分了解其各項(xiàng)功能和要求，合理選擇應(yīng)用場(chǎng)景，遵循電源和布局建議，以實(shí)現(xiàn)最佳的設(shè)計(jì)效果。希望本文能為大家在使用LMH1208進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)提供一些有用的參考。大家在實(shí)際應(yīng)用中遇到過哪些問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。