探索LMH0387：3 Gbps HD/SD SDI可配置I/O自適應(yīng)電纜均衡器/電纜驅(qū)動(dòng)器

在高速數(shù)字視頻傳輸領(lǐng)域，設(shè)備的性能和靈活性至關(guān)重要。今天，我們要深入探討一款功能強(qiáng)大的芯片——LMH0387 3 Gbps HD/SD SDI可配置I/O自適應(yīng)電纜均衡器/電纜驅(qū)動(dòng)器，它為數(shù)字視頻設(shè)備的輸入和輸出端口提供了出色的解決方案。

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一、LMH0387概述

LMH0387是一款單芯片，可提供與BNC的接口。它具有高度的靈活性，既可以配置為輸入模式，作為均衡器通過(guò)同軸電纜接收數(shù)據(jù)；也可以配置為輸出模式，作為電纜驅(qū)動(dòng)器通過(guò)同軸電纜傳輸數(shù)據(jù)。而且，該設(shè)備使用相同的I/O引腳實(shí)現(xiàn)輸入和輸出功能，這使得系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員能夠靈活地將連接到設(shè)備的BNC用作輸入或輸出。

二、主要特性

（一）數(shù)據(jù)速率與標(biāo)準(zhǔn)兼容性

• 數(shù)據(jù)速率范圍廣：工作的數(shù)據(jù)速率范圍從125 Mbps到2.97 Gbps（驅(qū)動(dòng)電纜時(shí)為DC到2.97 Gbps），能滿足多種不同速率的應(yīng)用需求。
• 標(biāo)準(zhǔn)兼容：支持ST 424、ST 292、ST 344和ST 259標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)還支持270 Mbps的DVB - ASI。

（二）電纜均衡能力

在不同的數(shù)據(jù)速率下，LMH0387展現(xiàn)出了出色的電纜均衡能力：

• 在2.97 Gbps時(shí)，可均衡長(zhǎng)達(dá)120米的Belden 1694A電纜。
• 在1.485 Gbps時(shí)，可均衡長(zhǎng)達(dá)200米的Belden 1694A電纜。
• 在270 Mbps時(shí)，可均衡長(zhǎng)達(dá)400米的Belden 1694A電纜。

（三）集成回波損耗網(wǎng)絡(luò)

設(shè)備內(nèi)部集成了回波損耗網(wǎng)絡(luò)，無(wú)需外部組件即可滿足SMPTE回波損耗規(guī)范，這大大簡(jiǎn)化了電路板的設(shè)計(jì)。

（四）節(jié)能模式與可配置特性

• 節(jié)能模式：具有多種節(jié)能模式，如輸入模式下的自動(dòng)睡眠模式，當(dāng)在BNC_IO引腳未檢測(cè)到輸入信號(hào)時(shí)，均衡器部分會(huì)自動(dòng)斷電，檢測(cè)到信號(hào)后又會(huì)自動(dòng)恢復(fù)工作。
• 可配置特性：輸出具有可編程的共模電壓和擺幅，可根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行調(diào)整；還提供了電纜長(zhǎng)度指示、發(fā)射幅度優(yōu)化等功能。

三、引腳配置與功能

LMH0387的引腳配置豐富，每個(gè)引腳都有其特定的功能。以下是一些關(guān)鍵引腳的介紹：

• BNC_IO（8號(hào)引腳）：串行數(shù)字接口輸入或輸出，用于連接到BNC，需通過(guò)一個(gè)標(biāo)稱(chēng)值為4.7 μF的交流耦合電容連接到BNC。
• CD（22號(hào)引腳）：載波檢測(cè)，用于指示BNC_IO引腳是否存在有效信號(hào)。
• SD/HD（44號(hào)引腳）：用于控制BNC_IO輸出的壓擺率，可選擇符合ST 259或ST 424 / 292標(biāo)準(zhǔn)。
• SPI相關(guān)引腳：包括MISO、MOSI、SCK和SS等，用于SPI接口的通信，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的配置和控制。

四、工作模式與編程

（一）輸入模式（均衡器）

在輸入模式下，需要通過(guò)SPI寄存器進(jìn)行配置。首先要將均衡器發(fā)射幅度微調(diào)設(shè)置為標(biāo)稱(chēng)值，即向SPI寄存器02h寫(xiě)入30h（“00110000”二進(jìn)制）。此外，SPI寄存器還提供了對(duì)載波檢測(cè)、靜音、睡眠模式和擴(kuò)展3G覆蓋模式等功能的控制。

（二）輸出模式（電纜驅(qū)動(dòng)器）

若要配置為輸出模式，需要啟用電纜驅(qū)動(dòng)器。可以選擇禁用均衡器以節(jié)省功耗，或者啟用均衡器以提供數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕丨h(huán)路徑。以下是正常輸出模式（禁用均衡器以節(jié)省功耗）的配置步驟：

1. 通過(guò)SPI將均衡器強(qiáng)制進(jìn)入睡眠模式，向SPI寄存器00h的[4:3]位寫(xiě)入“10”。
2. 將TX_EN引腳拉高，啟用電纜驅(qū)動(dòng)器。

五、應(yīng)用與設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（一）應(yīng)用場(chǎng)景

LMH0387適用于多種數(shù)字視頻設(shè)備，如數(shù)字視頻服務(wù)器、模塊化設(shè)備、視頻編碼器和解碼器、分配放大器等。

（二）設(shè)計(jì)要點(diǎn)

• PCB布局：高速信號(hào)的PCB布局至關(guān)重要，要確保符合SMPTE規(guī)范。例如，使用4.7 - μF的交流耦合電容來(lái)避免低頻直流漂移；保持75 - Ω的走線阻抗以滿足SMPTE規(guī)定的上升/下降要求，為接收設(shè)備提供最大的眼圖開(kāi)口。
• 元件選擇與放置：選擇表面貼裝元件，并使用最小尺寸的元件和焊盤(pán)；將LMH0387盡可能靠近BNC放置，以減少BNC與LMH0387之間的走線長(zhǎng)度，降低回波損耗。
• 電源設(shè)計(jì)：電源應(yīng)提供推薦的工作條件，使用0.1 - μF的電容盡可能靠近設(shè)備的VCCRX和VCCTX引腳，以減少電源噪聲。

六、總結(jié)

LMH0387 3 Gbps HD/SD SDI可配置I/O自適應(yīng)電纜均衡器/電纜驅(qū)動(dòng)器以其廣泛的數(shù)據(jù)速率支持、出色的電纜均衡能力、豐富的可配置特性和靈活的工作模式，為數(shù)字視頻傳輸領(lǐng)域提供了一個(gè)強(qiáng)大而可靠的解決方案。作為電子工程師，在設(shè)計(jì)相關(guān)數(shù)字視頻設(shè)備時(shí)，合理運(yùn)用LMH0387的這些特性，能夠提高設(shè)計(jì)的性能和效率。大家在實(shí)際應(yīng)用中，有沒(méi)有遇到過(guò)關(guān)于引腳配置或者模式設(shè)置的問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。