解析LMH0034 SMPTE 292M / 259M自適應(yīng)電纜均衡器

在電子工程領(lǐng)域，信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量和穩(wěn)定性至關(guān)重要。對(duì)于涉及SMPTE標(biāo)準(zhǔn)的串行數(shù)字接口應(yīng)用，選擇合適的電纜均衡器能顯著提升信號(hào)傳輸效果。今天我們就來詳細(xì)探討德州儀器（TI）的LMH0034 SMPTE 292M / 259M自適應(yīng)電纜均衡器。

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一、產(chǎn)品概述

LMH0034是一款單片集成電路，專為均衡通過電纜（或任何具有類似色散損耗特性的介質(zhì)）傳輸?shù)臄?shù)據(jù)而設(shè)計(jì)。它工作的數(shù)據(jù)速率范圍很寬，從125 Mbps到1.485 Gbps，并且支持SMPTE 292M、SMPTE 344M和SMPTE 259M標(biāo)準(zhǔn)，還能支持270 Mbps的DVB - ASI。該產(chǎn)品可替代GS1524和GS1524A，在性能和功能上有不錯(cuò)的表現(xiàn)。

二、產(chǎn)品特性

1. 標(biāo)準(zhǔn)兼容性

完全符合SMPTE 292M、SMPTE 344M和SMPTE 259M標(biāo)準(zhǔn)，這使得它在相關(guān)的串行數(shù)字接口應(yīng)用中具有良好的通用性和兼容性。

2. 數(shù)據(jù)速率與均衡能力

支持125 Mbps到1.485 Gbps的數(shù)據(jù)速率。在1.485 Gbps的數(shù)據(jù)速率下，能夠?qū)﹂L(zhǎng)達(dá)200米的Belden 1694A電纜進(jìn)行均衡；在270 Mbps時(shí)，可均衡長(zhǎng)達(dá)400米的Belden 1694A電纜，這大大拓展了信號(hào)傳輸?shù)木嚯x。

3. 功能特性

• 手動(dòng)旁路：可以跳過均衡和直流恢復(fù)功能，在某些特定情況下非常實(shí)用。
• 電纜長(zhǎng)度指示器（CLI）：通過電壓來指示正在均衡的電纜長(zhǎng)度，CLI電壓與電纜長(zhǎng)度成反比。當(dāng)輸入信號(hào)存在時(shí)，CLI才有效。
• 輸出靜音：具有可編程閾值，可根據(jù)信號(hào)質(zhì)量自動(dòng)或手動(dòng)控制輸出靜音。

  4. 輸入輸出特性

• 輸入：支持單端或差分輸入，輸入需交流耦合，不支持變壓器耦合。
• 輸出：提供50Ω差分輸出，差分輸出電壓擺幅為750 mVp - p ，單端輸出電壓擺幅為375 mVp - p 。

  5. 電源與功耗

  采用單3.3V電源供電，典型功耗為208 mW，相對(duì)較低的功耗有助于降低系統(tǒng)的整體能耗。

三、電氣特性

1. 絕對(duì)最大額定值

• 電源電壓范圍為 - 0.5V到3.6V。
• 輸入電壓范圍為 - 0.3V到VCC + 0.3V。
• 存儲(chǔ)溫度范圍為 - 65°C到 + 150°C，結(jié)溫為 + 150°C。
• 引腳焊接溫度（4秒）為 + 260°C。

  2. 推薦工作條件

• 電源電壓為3.3V ± 5%。
• 輸入耦合電容為1.0 μF。
• AEC電容（連接在AEC + 和AEC - 之間）為1.0 μF。
• 工作環(huán)境溫度范圍為0°C到 + 85°C。

  3. 直流電氣特性

  包括輸入共模電壓、輸入電壓擺幅、輸出共模電壓、輸出電壓擺幅等參數(shù)，這些參數(shù)在不同的應(yīng)用場(chǎng)景中起著重要作用。例如，輸入電壓擺幅在720 - 950 mVP - P之間，輸出電壓擺幅在50Ω負(fù)載下為750 mVP - P 。

  4. 交流電氣特性

• 最小輸入數(shù)據(jù)速率為125 Mbps，最大輸入數(shù)據(jù)速率為1485 Mbps。
• 不同電纜長(zhǎng)度和數(shù)據(jù)速率下的抖動(dòng)指標(biāo)，如在270 Mbps、Belden 1694A電纜400米時(shí)抖動(dòng)為0.2 UI 。
• 輸出上升時(shí)間、下降時(shí)間、上升/下降時(shí)間失配、輸出過沖等參數(shù)也有明確規(guī)定。

四、引腳說明

LMH0034采用16引腳SOIC封裝，各引腳功能明確：

• CLI：電纜長(zhǎng)度指示器，電壓與電纜長(zhǎng)度成反比。
• VCC：正電源（+3.3V）。
• VEE：負(fù)電源（接地）。
• SDI：串行數(shù)據(jù)輸入。
• SDO：串行數(shù)據(jù)輸出。
• AEC + 和AEC -：用于連接AEC環(huán)路濾波器外部電容。
• BYPASS：高電平時(shí)繞過均衡和直流恢復(fù)功能。
• MUTE REF：靜音參考，可設(shè)置最大均衡電纜長(zhǎng)度。
• CD/MUTE：雙向載波檢測(cè)和輸出靜音引腳，可自動(dòng)或手動(dòng)控制輸出靜音。

五、工作原理

1. 均衡器濾波器

是一個(gè)多級(jí)自適應(yīng)濾波器，當(dāng)Bypass引腳為高電平時(shí)，該濾波器被禁用。

2. 直流恢復(fù)/電平控制

接收來自均衡器濾波器的差分信號(hào)，通過自偏置直流恢復(fù)電路對(duì)信號(hào)進(jìn)行直流恢復(fù)。當(dāng)Bypass引腳為高電平時(shí)，此功能被禁用。

3. 自動(dòng)均衡控制（AEC）

利用直流恢復(fù)/電平控制前后的信號(hào)生成AEC信號(hào)，該信號(hào)設(shè)置均衡器濾波器的增益和帶寬。AEC塊的環(huán)路響應(yīng)由連接在AEC + 和AEC - 引腳之間的1μF外部電容控制。

4. 載波檢測(cè)/靜音

生成載波檢測(cè)信號(hào)并控制輸出的靜音功能，利用雙向CD/MUTE信號(hào)和Mute Reference來實(shí)現(xiàn)。

六、應(yīng)用與注意事項(xiàng)

1. 應(yīng)用場(chǎng)景

適用于SMPTE 292M、SMPTE 344M和SMPTE 259M串行數(shù)字接口，可用于串行數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的均衡和接收、數(shù)據(jù)恢復(fù)均衡等。

2. PCB布局

建議參考應(yīng)用筆記AN - 1372（SNLA071）“LMH0034 PCB Layout Techniques”，合理的PCB布局有助于提升產(chǎn)品性能。

3. 電源電流與電纜長(zhǎng)度關(guān)系

電源電流（ICC）與均衡的電纜長(zhǎng)度有關(guān)，短電纜時(shí)電流最高，隨著電纜長(zhǎng)度增加電流減小。

在實(shí)際設(shè)計(jì)中，電子工程師需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求和系統(tǒng)要求，合理選擇和使用LMH0034。大家在使用過程中是否遇到過類似產(chǎn)品的應(yīng)用難題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。