Texas Instruments TXV0108 8位电压转换器技术解析与应用指南

描述

Texas Instruments TXV0108/TXV0108-Q1 8位低抖动电压转换器可用于在实现偏斜敏感接口(例如以太网MAC和PHY器件之间的RGMII)时进行转接驱动、电压转换和电源隔离。Ax I/O引脚和使能引脚 (OE) 以VCCA 逻辑电平为基准,Bx I/O引脚以VCCB 逻辑电平为基准。该器件改进了通道间偏斜、占空比失真和对称上升或下降时序,适用于需要严格时序条件的应用。

数据手册:*附件:Texas Instruments TXV0108,TXV0108-Q1 8位电压转换器数据手册.pdf

此器件完全符合使用Ioff 的局部关断应用规范要求。Ioff 电路可禁用输出,因而在断电时可防止破坏性电流从该器件回流。VCC 隔离功能旨在确保如果任一VCC 电源电压等于或接近0V,则两个端口都将切换至高阻抗状态。该功能可实现多个MAC和PHY之间的通信电源隔离,并且在MAC和PHY以异步方式上电的情况下,能够有效防止器件间的电流回流。

TXV0108/TXV0108-Q1按固定方向从A总线向B总线传输数据。OE设为高电平时,Ax和Bx引脚均强制进入高阻抗状态。Texas Instruments TXV0108-Q1器件符合AEC-Q100标准,适用于汽车应用。

特性

  • 在1.65V至3.6V范围内,支持高达500Mbps的速率
  • 符合RGMII 2.0时序规范
    • 上升和下降时间<750ps
    • 占空比失真<±5%
    • 通道间偏斜<±400ps
    • 达到 250Mbps/channel
  • 集成10Ω阻尼输出电阻器,可最大限度地减少信号反射
  • 高驱动强度(在3.6V时最高达12mA)
  • 完全可配置的对称双轨设计
  • 具有出色的信号完整性,1.8V至3.3V时峰峰值抖动为390ps
  • 具有VCC 隔离和VCC 断开功能
  • Ioff 支持局部关断模式运行
  • 闩锁性能超过100mA,符合JESD 78 II类规范要求
  • 静电放电保护超越 JESD 22 标准
    • 人体模型:2000 V
    • 充电器件模型:1000 V
  • 低功耗
    • 最大10 µA (25 °C)
    • 最大值为20 µA(-40 °C至125 °C)
  • 工作温度范围:-40 °C至+125 °C

RGMII应用中的TXV0108

低抖动

Texas Instruments TXV0108 8位电压转换器技术解析与应用指南

一、产品核心特性

TXV0108是德州仪器推出的8位双向电压转换器/缓冲器,具有以下突出特点:

关键性能参数‌:

  • 宽电压支持‌:1.14V至3.6V双电源配置
  • 高速传输‌:支持500Mbps数据速率(1.65V-3.6V)
  • 精确时序控制‌:
    • <750ps上升/下降时间
    • <±5%占空比失真
    • <±400ps通道间偏移
  • 集成保护功能‌:
    • 10Ω阻尼电阻减少信号反射
    • 2000V HBM/1000V CDM ESD保护
    • 支持断电隔离(Ioff)

能效表现‌:

  • 静态电流:10μA(25°C典型值)
  • 工作温度:-40°C至+125°C
  • 引脚兼容SN74AVC8T245(VQFN封装)

二、架构设计与创新技术

1. 双电源域隔离架构

  • A端口参考VCCA电平(1.14-3.6V)
  • B端口参考VCCB电平(1.14-3.6V)
  • DIR/OE控制信号参考VCCA电平
  • 集成VCC隔离功能:任一电源<100mV时自动进入高阻态

2. 时序优化技术

  • 对称上升/下降时间设计
  • 通道间偏移补偿电路
  • 集成时钟数据恢复(CDR)功能
  • 支持RGMII 2.0时序规范(250Mbps/通道)

3. 工作模式配置

控制信号功能描述
OE=Low, DIR=LowB→A数据传输
OE=Low, DIR=HighA→B数据传输
OE=High所有端口高阻态

三、性能参数详解

1. 电气特性

参数条件典型值单位
导通电阻VCC=1.8V5.5Ω
传播延迟VCCA=1.8V→VCCB=3.3V3.0ns
静态电流VCC=3.3V11μA
输入电容VI=3.3V3.9pF

2. 时序特性(VCCA=1.8V)

参数VCCB=1.8VVCCB=3.3V
tPLH1.6ns1.1ns
tPHL1.5ns1.4ns
tSKO±450ps±330ps

四、PCB布局指南

  1. 电源处理‌:
    • VCCA/VCCB去耦电容距引脚<3mm
    • 采用星型接地,分离数字/模拟地
  2. 信号完整性‌:
    • 高速信号避免90°拐角
    • 匹配传输线阻抗(50Ω±10%)
    • 等长走线偏差<5mm
  3. 热设计‌:
    • 底部散热焊盘通过多个过孔连接
    • θJA=52.2°C/W(VQFN封装)

五、典型应用场景

  1. 汽车电子‌:
    • 车载雷达信号调理
    • ADAS域控制器互联
  2. 工业控制‌:
    • PLC多电压域接口
    • 机器视觉相机连接
  3. 通信设备‌:
    • 基站FPGA电平转换
    • 网络交换机时序重整
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