解析LMH0044：SMPTE 292M/259M自適應(yīng)電纜均衡器

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，信號(hào)傳輸過程中的損耗和失真一直是工程師們面臨的挑戰(zhàn)。特別是在高速數(shù)據(jù)傳輸中，電纜的長(zhǎng)度和特性會(huì)對(duì)信號(hào)質(zhì)量產(chǎn)生顯著影響。TI的LMH0044自適應(yīng)電纜均衡器為解決這一問題提供了有效的方案。下面，讓我們深入了解一下這款產(chǎn)品。

文件下載：LMH0044SQE NOPB.pdf

產(chǎn)品特性

標(biāo)準(zhǔn)兼容性

LMH0044符合SMPTE 292M、SMPTE 344M和SMPTE 259M標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)支持270 Mbps的DVB - ASI。這意味著它可以廣泛應(yīng)用于專業(yè)視頻和廣播領(lǐng)域，滿足不同標(biāo)準(zhǔn)下的信號(hào)處理需求。

數(shù)據(jù)速率范圍

該均衡器的數(shù)據(jù)速率范圍為125 Mbps至1.485 Gbps，能夠適應(yīng)多種不同速率的信號(hào)傳輸。在1.485 Gbps的數(shù)據(jù)速率下，它可以對(duì)長(zhǎng)達(dá)200米的Belden 1694A電纜進(jìn)行均衡；在270 Mbps的數(shù)據(jù)速率下，可均衡長(zhǎng)達(dá)400米的Belden 1694A電纜。這一特性使得它在長(zhǎng)距離信號(hào)傳輸中表現(xiàn)出色。

功能特性

• 手動(dòng)旁路和輸出靜音：具備可編程閾值的手動(dòng)旁路和輸出靜音功能，方便在不同場(chǎng)景下靈活控制信號(hào)處理。
• 輸入方式：支持單端或差分輸入，適應(yīng)不同的信號(hào)源。
• 輸出特性：提供50Ω差分輸出，確保信號(hào)的穩(wěn)定傳輸。
• 電源和功耗：采用單3.3V電源供電，典型功耗僅為208 mW，具有較低的功耗和良好的電源效率。
• 替代方案：可以替代GS1574和GS1574A，為已有設(shè)計(jì)提供了升級(jí)和替代的選擇。

產(chǎn)品描述

LMH0044是一款用于均衡通過電纜（或任何具有類似色散損耗特性的介質(zhì)）傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的單片集成電路。它通過直流恢復(fù)功能，能夠正確處理病態(tài)數(shù)據(jù)條件（在低數(shù)據(jù)速率應(yīng)用中，直流恢復(fù)功能可旁路）。該均衡器可以采用單端或差分配置驅(qū)動(dòng)，并且具有獨(dú)立的載波檢測(cè)和輸出靜音引腳。當(dāng)沒有信號(hào)時(shí)，可將這些引腳連接在一起以靜音輸出。此外，還提供可編程的靜音參考，可在信號(hào)劣化的可選級(jí)別上靜音輸出。

應(yīng)用場(chǎng)景

串行數(shù)字接口

適用于SMPTE 292M、SMPTE 344M和SMPTE 259M串行數(shù)字接口，為專業(yè)視頻和廣播領(lǐng)域的信號(hào)傳輸提供支持。

數(shù)據(jù)均衡和接收

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，確保信號(hào)在傳輸過程中的質(zhì)量。

電氣特性

絕對(duì)最大額定值

推薦工作條件

• 電源電壓（VCC – VEE）：3.3V ± 5%
• 輸入耦合電容：1.0 μF
• AEC電容（連接在AEC+和AEC - 之間）：1.0 μF
• 工作自由空氣溫度（TA）：0°C至+85°C

直流電氣特性

交流電氣特性

引腳描述

設(shè)備操作

模塊描述

• 均衡器濾波器模塊：是一個(gè)多級(jí)自適應(yīng)濾波器，當(dāng)Bypass為高電平時(shí)，該濾波器被禁用。
• 直流恢復(fù)/電平控制模塊：接收來自均衡器濾波器模塊的差分信號(hào)，包含自偏置直流恢復(fù)電路，可對(duì)信號(hào)進(jìn)行全直流恢復(fù)。當(dāng)Bypass為高電平時(shí)，此功能被禁用。
• 自動(dòng)均衡控制（AEC）模塊：利用直流恢復(fù)/電平控制模塊前后的信號(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模塊的環(huán)路響應(yīng)由跨接在AEC+和AEC - 引腳的外部1μF電容控制。
• 載波檢測(cè)/靜音模塊：生成載波檢測(cè)信號(hào)并控制輸出的靜音功能，利用(overline{CD})、MUTE信號(hào)和Mute Reference ((MUTE _{REF } ))。
• 輸出驅(qū)動(dòng)器：產(chǎn)生SDO和(SDO)信號(hào)。

靜音參考（(MUTE _{REF })）

靜音參考設(shè)置(overline{CD})的閾值，并確定在自動(dòng)靜音輸出之前可均衡的電纜長(zhǎng)度。通過施加與要均衡的電纜長(zhǎng)度成反比的電壓來設(shè)置。隨著施加的(MUTE {REF })電壓增加，在載波檢測(cè)失效和輸出靜音之前可均衡的電纜長(zhǎng)度減少。為實(shí)現(xiàn)最大均衡，(MUTE {REF })可留空。

載波檢測(cè)（(CD)）和靜音

載波檢測(cè)(overline{CD})指示LMH0044輸入處是否存在有效信號(hào)。如果使用(MUTE _{REF })，載波檢測(cè)閾值將相應(yīng)改變。當(dāng)LMH0044輸入處無信號(hào)時(shí)，(overline{CD})為高電平；檢測(cè)到有效輸入信號(hào)時(shí)，(overline{CD})為低電平。MUTE可用于手動(dòng)靜音或啟用SDO和(SDO)輸出。施加高輸入到MUTE將靜音LMH0044輸出，施加低輸入將強(qiáng)制輸出激活。(overline{CD})和MUTE可連接在一起，當(dāng)無輸入信號(hào)時(shí)自動(dòng)靜音輸出。

輸入接口

LMH0044接受差分或單端輸入，輸入必須交流耦合，不支持變壓器耦合。它能夠正確處理標(biāo)準(zhǔn)定義和高定義串行數(shù)字視頻的均衡器病態(tài)信號(hào)，分別符合SMPTE RP 178和RP 198標(biāo)準(zhǔn)。

輸出接口

SDO和(SDO)輸出內(nèi)部負(fù)載為50Ω，產(chǎn)生750 mV({P - P})的差分輸出或375 mV({P - P})的單端輸出。

應(yīng)用信息

PCB布局建議

可參考TI網(wǎng)站上的應(yīng)用筆記AN - 1372 “LMH0034 PCB布局技術(shù)”，其中的PCB布局技術(shù)同樣適用于LMH0044。

替代Gennum GS1574A

LMH0044與Gennum GS1574A引腳兼容，方便進(jìn)行升級(jí)和替代。

電源電流與電纜長(zhǎng)度關(guān)系

電源電流((I_{CC}))取決于要均衡的電纜長(zhǎng)度。短電纜時(shí)電流最高，隨著電纜長(zhǎng)度增加而減小。文檔中給出了1.485 Gbps和270 Mbps數(shù)據(jù)速率下，電源電流與Belden 1694A電纜長(zhǎng)度的關(guān)系圖。

綜上所述，LMH0044自適應(yīng)電纜均衡器以其廣泛的兼容性、出色的信號(hào)處理能力和靈活的功能特性，為高速數(shù)據(jù)傳輸中的信號(hào)均衡提供了可靠的解決方案。在實(shí)際應(yīng)用中，工程師們可以根據(jù)具體需求合理選擇和使用這款產(chǎn)品，以確保信號(hào)的高質(zhì)量傳輸。你在使用類似產(chǎn)品時(shí)遇到過哪些問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享。