探索DS32EV100可編程單均衡器：特性、應用與設計要點

在高速數據傳輸的領域中，信號在傳輸過程中會不可避免地受到各種損耗，從而導致信號質量下降。為了解決這一問題，德州儀器（TI）推出了DS32EV100可編程單均衡器。下面，我們就來深入了解這款產品。

文件下載：ds32ev100.pdf

一、DS32EV100特性亮點

強大的均衡能力

DS32EV100能夠在3.2Gbps的速率下對高達14dB的損耗進行均衡，并且提供8級可編程均衡，即使在40英寸FR4走線的情況下，也能以3.2Gbps的速率穩(wěn)定運行。同時，在3.2Gbps、40英寸FR4走線的條件下，其殘余確定性抖動僅為0.12UI，這對于保證信號的準確性和穩(wěn)定性至關重要。

靈活的供電與耦合方式

該均衡器支持2.5V或3.3V的單電源供電，并且支持交流（AC）或直流（DC）耦合，輸入共模范圍寬。這種靈活性使得它能夠適應不同的應用場景和系統(tǒng)要求。

低功耗與小封裝

DS32EV100的功耗較低，在2.5V供電時典型功耗僅為100mW。此外，它采用了3mm x 4mm的14引腳WSON小封裝，不僅節(jié)省了電路板空間，還具有良好的散熱性能。同時，其HBM ESD評級大于8kV，工作溫度范圍為 -40°C至85°C，具有較高的可靠性和穩(wěn)定性。

二、引腳功能解析

高速差分輸入輸出

IN-和IN+是均衡器的差分輸入引腳，采用CML（電流模式邏輯）輸入，片上有100Ω的終端電阻連接在IN+和IN-之間。OUT-和OUT+是差分輸出引腳，同樣采用CML輸出，片上有50Ω的終端電阻將OUT+和OUT-連接到VDD。

均衡控制

BST_2、BST_1和BST_0是用于選擇均衡器強度的引腳。BST_2內部上拉至高電平，BST_1和BST_0內部下拉至低電平。通過這三個引腳的不同組合，可以實現8級可編程均衡。

電源引腳

VDD是電源引腳，可選擇2.5V ±5%或3.3V ±10%的供電電壓。GND是接地引腳，需要通過低阻抗路徑連接到接地平面。此外，芯片中心的裸露焊盤（DAP PAD）也需要連接到電路板的接地平面。

三、電氣特性參數

絕對最大額定值

該器件的電源電壓、CMOS輸入/輸出電壓、CML輸入/輸出電壓的范圍均為 -0.5V至 +4.0V，結溫最高可達 +150°C，存儲溫度范圍為 -65°C至 +150°C，焊接時引腳溫度在4秒內最高可達 +260°C。其HBM ESD評級大于8kV，EIAJ ESD評級大于250V。

推薦工作條件

在推薦工作條件下，2.5V供電時電壓范圍為2.375V至2.625V，3.3V供電時電壓范圍為3.0V至3.6V，環(huán)境溫度范圍為 -40°C至 +85°C。

電氣參數細節(jié)

在不同的工作條件下，DS32EV100的各項電氣參數表現如下：

• 電源功耗：2.5V供電時典型功耗為100mW，3.3V供電時典型功耗為140mW。
• 輸入輸出電壓：輸入高電平電壓（VIH）和輸出高電平電壓（VoH）會根據供電電壓的不同而有所變化，輸入低電平電壓（VIL）和輸出低電平電壓（VoL）也有相應的規(guī)定。
• 輸入輸出信號特性：包括輸入信號的發(fā)射電平、閾值電壓、共模電壓，以及輸出信號的差分電壓、共模電壓、轉換時間等參數，這些參數對于保證信號的質量和穩(wěn)定性至關重要。

四、功能描述與應用信息

功能模塊組成

DS32EV100的均衡器通道由均衡器級、限幅放大器、直流偏移校正模塊和CML驅動器組成。這種結構設計使得它能夠有效地補償傳輸介質的損耗，減少介質引起的確定性抖動。

均衡器增益控制

均衡器通道支持8級可編程均衡增益，通過Boost Set引腳（BST_[2:0]）進行控制。不同的增益設置可以適應不同長度的FR4走線和電纜，以及不同的信道損耗和數據速率。

五、設計注意事項

PCB布局

• 差分對布線：CML輸入和輸出需要控制差分阻抗為100Ω，盡量在同一層布線，避免使用過孔。如果必須使用過孔，要對稱放置，并遠離其他信號和噪聲源。
• 電源旁路：VDD和GND引腳應連接到相鄰層的電源平面，同時使用0.01μF的旁路電容連接到每個VDD引腳，并盡可能靠近芯片。此外，還應在電源旁路設計中加入2.2μF至10μF的電容。

直流耦合

DS32EV100支持AC和DC耦合。在DC耦合時，需要確保輸入信號共模電壓在電氣規(guī)格范圍內，并且輸出端用50Ω電阻連接到VDD。在設備上電和下電時，要確保DS32EV100和下游接收器同時進行操作，以避免內部ESD結構被觸發(fā)。

六、典型性能表現

通過典型性能眼圖和曲線可以看到，DS32EV100在不同的數據速率（如1Gbps、2.5Gbps、3.2Gbps）和不同的傳輸介質（如40英寸FR4、10m 24 AWG雙軸電纜、32英寸Tyco XAUI背板）下，都能夠實現良好的信號均衡效果。

總的來說，DS32EV100可編程單均衡器以其強大的性能、靈活的設計和低功耗等特點，在高速數據傳輸領域具有廣泛的應用前景。在實際設計中，工程師們需要根據具體的應用場景和系統(tǒng)要求，合理選擇和使用該器件，并注意PCB布局和電源旁路等設計細節(jié)，以充分發(fā)揮其性能優(yōu)勢。大家在使用DS32EV100的過程中，有沒有遇到過什么特別的問題或者有什么獨特的設計經驗呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。