探索LMH0384：3 - Gbps HD - SD SDI擴(kuò)展范圍及自適應(yīng)電纜均衡器

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，對(duì)于高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨笕找嬖鲩L(zhǎng)，尤其是在高清和標(biāo)清串行數(shù)字接口（SDI）應(yīng)用中。TI公司的LMH0384作為一款3 - Gbps HD - SD SDI擴(kuò)展范圍及自適應(yīng)電纜均衡器，為解決電纜傳輸中的信號(hào)損耗問(wèn)題提供了強(qiáng)大的支持。下面我們來(lái)深入了解一下這款器件。

文件下載：LMH0384SQE NOPB.pdf

功能特點(diǎn)大揭秘

LMH0384具有諸多令人矚目的特性，使其在同類產(chǎn)品中脫穎而出。

標(biāo)準(zhǔn)兼容性

它完全符合ST 424、ST 292、ST 344和ST 259標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)還支持270 Mbps的DVB - ASI，可適應(yīng)廣泛的數(shù)據(jù)速率，從125 Mbps到2.97 Gbps。這意味著它能在不同的應(yīng)用場(chǎng)景中穩(wěn)定工作，為設(shè)計(jì)人員提供了極大的靈活性。

電纜均衡能力

在電纜均衡方面表現(xiàn)出色，能夠在2.97 Gbps的數(shù)據(jù)速率下對(duì)長(zhǎng)達(dá)140米的Belden 1694A電纜進(jìn)行均衡，在1.485 Gbps時(shí)可均衡長(zhǎng)達(dá)200米的該類型電纜，而在270 Mbps時(shí)，甚至能對(duì)長(zhǎng)達(dá)400米的電纜進(jìn)行有效均衡。這大大擴(kuò)展了數(shù)據(jù)傳輸?shù)木嚯x，減少了信號(hào)衰減和失真。

節(jié)能模式

該器件具備節(jié)能模式，并帶有自動(dòng)睡眠控制功能。在節(jié)能模式下，典型功耗僅為35 mW，有效降低了系統(tǒng)的整體功耗，提高了能源利用效率。

可配置性

支持可選的SPI寄存器訪問(wèn)，允許用戶通過(guò)SPI接口對(duì)器件的各種參數(shù)進(jìn)行配置和調(diào)整。同時(shí)，它還提供手動(dòng)旁路和輸出靜音功能，并帶有可編程閾值，方便用戶根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行靈活設(shè)置。

輸出特性

內(nèi)部端接的100 - ΩLVDS輸出，具有SPI可編程的輸出共模電壓和擺幅，以及可編程的發(fā)射幅度優(yōu)化功能。此外，在SPI模式下還提供電纜長(zhǎng)度指示器，方便用戶實(shí)時(shí)了解電纜的連接情況。

應(yīng)用領(lǐng)域廣泛

LMH0384適用于多種應(yīng)用場(chǎng)景，特別是在ST 424、ST 292、ST 344和ST 259串行數(shù)字接口中，可用于串行數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的均衡和接收，以及數(shù)據(jù)恢復(fù)均衡。在高清和標(biāo)清視頻傳輸系統(tǒng)中，它能有效補(bǔ)償電纜傳輸帶來(lái)的信號(hào)損耗，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確傳輸。

工作模式解析

引腳模式

在引腳模式（非SPI模式）下，LMH0384的引腳布局與LMH0344和傳統(tǒng)SDI均衡器兼容，這使得它可以方便地替代這些器件，降低了設(shè)計(jì)的復(fù)雜度和成本。

SPI模式

在可選的SPI模式下，用戶可以通過(guò)SPI接口訪問(wèn)器件的所有功能，包括電纜長(zhǎng)度指示器、可編程輸出共模電壓和擺幅，以及發(fā)射幅度優(yōu)化。這為用戶提供了更精細(xì)的控制和調(diào)整能力，以滿足不同應(yīng)用的需求。

編程與配置

SPI寄存器訪問(wèn)

通過(guò)將SPI_EN引腳置高，可啟用可選的SPI寄存器訪問(wèn)模式。該器件支持五個(gè)8位寄存器，用戶可以通過(guò)SPI接口對(duì)這些寄存器進(jìn)行讀寫操作，實(shí)現(xiàn)對(duì)器件功能的精確控制。

輸出驅(qū)動(dòng)調(diào)整

通過(guò)SPI寄存器01h，用戶可以調(diào)整輸出驅(qū)動(dòng)的擺幅（幅度）和偏移電壓（共模電壓）。輸出擺幅可在400 mV P - P到800 mV P - P之間以100 mV的增量進(jìn)行調(diào)整，偏移電壓可在1.05 V到1.85 V之間以200 mV的增量進(jìn)行調(diào)整，還可設(shè)置為最大偏移電壓，使輸出參考正電源。

發(fā)射幅度優(yōu)化

SPI寄存器02h可用于控制發(fā)射幅度的優(yōu)化。位7用于粗調(diào)發(fā)射幅度設(shè)置，默認(rèn)設(shè)置為“0”時(shí)，器件正常工作，期望發(fā)射幅度為800 mV P - P；將位7設(shè)置為“1”，可針對(duì)有6 dB衰減（400 mV P - P）的輸入信號(hào)進(jìn)行優(yōu)化。設(shè)置粗調(diào)控制后，還可通過(guò)位[6:3]對(duì)輸入補(bǔ)償進(jìn)行進(jìn)一步微調(diào)。

電纜長(zhǎng)度指示器

電纜長(zhǎng)度指示器（CLI）可通過(guò)SPI寄存器03h的位[7:3]訪問(wèn)，它提供了連接到輸入的電纜長(zhǎng)度的指示。CLI值范圍為十進(jìn)制的0到25，隨著電纜長(zhǎng)度的增加而增大。該指示器在2.97 Gbps時(shí)適用于長(zhǎng)達(dá)140米的Belden 1694A電纜，在1.485 Gbps時(shí)適用于200米，在270 Mbps時(shí)適用于400米。

擴(kuò)展3G范圍應(yīng)用

CLI還可用于在抖動(dòng)預(yù)算有裕量的系統(tǒng)中擴(kuò)展3G范圍。通過(guò)SPI寄存器00h的位2可啟用擴(kuò)展3G范圍模式，該模式可提供額外15米的Belden 1694A電纜傳輸距離，但會(huì)導(dǎo)致輸出抖動(dòng)略有增加。

布局與電源設(shè)計(jì)要點(diǎn)

布局指南

在PCB布局方面，需要遵循一些重要的原則。由于ST 424、292和259標(biāo)準(zhǔn)對(duì)接收器的輸入回波損耗有嚴(yán)格要求，因此要注意最小化BNC與均衡器之間的阻抗不連續(xù)性，確保該走線的特性阻抗為75Ω。建議使用表面貼裝元件，并選擇最小尺寸的元件和焊盤，以減少寄生效應(yīng)。同時(shí)，要注意保持互補(bǔ)信號(hào)的對(duì)稱性，避免信號(hào)路徑中的尖銳彎曲，使用45°或徑向彎曲。

電源建議

在設(shè)計(jì)電源時(shí)，要確保電源能夠提供推薦的直流電壓和最大電流消耗。器件的最大電流消耗可從數(shù)據(jù)手冊(cè)中獲取，可根據(jù)典型功耗規(guī)格計(jì)算電源所需提供的最大電流。此外，只要滿足推薦的工作條件，LMH0384不需要特殊的電源濾波，僅需標(biāo)準(zhǔn)的電源去耦即可。

替代應(yīng)用注意事項(xiàng)

當(dāng)用LMH0384替代LMH0344時(shí)，需要注意以下幾點(diǎn)：LMH0384的自動(dòng)睡眠功能映射到引腳12，而該引腳在LMH0344SQ上是接地引腳，要啟用自動(dòng)睡眠模式，需將引腳12拉高；LMH0384的引腳4和引腳9在引腳模式下可驅(qū)動(dòng)為邏輯低電平，不需要真正的接地連接；LMH0384的輸入電容比LMH0344低，可能需要修改輸入回波損耗網(wǎng)絡(luò)；LMH0384的默認(rèn)輸出共模電壓與LMH0344不同，但通常不會(huì)造成問(wèn)題，且其輸出共模電壓可通過(guò)SPI進(jìn)行調(diào)整。

LMH0384以其豐富的功能、廣泛的兼容性和出色的性能，為高速數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用提供了一個(gè)可靠的解決方案。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，我們需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求，合理配置和使用該器件，并注意布局和電源設(shè)計(jì)的要點(diǎn)，以充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。大家在使用過(guò)程中有沒(méi)有遇到過(guò)什么問(wèn)題呢？歡迎一起交流探討。