TDP1204：12Gbps、直流/交流耦合转HDMI™ 2.1电平转换器混合转接驱动器深度解析

在当今高速发展的电子科技领域，HDMI技术凭借其高带宽、高质量的音视频传输能力，成为了众多电子设备的标配接口。而德州仪器（TI）推出的TDP1204转接驱动器，更是为HDMI信号的高效传输提供了强大的支持。今天，我们就来深入探讨一下这款产品的特性、应用以及设计要点。

文件下载：tdp1204.pdf

一、TDP1204特性概览

TDP1204是一款功能强大的HDMI 2.1转接驱动器，支持高达12Gbps的数据速率，并且向后兼容HDMI 1.4b和HDMI 2.0b。它的高速差分输入和输出可以是交流耦合或直流耦合，这使得它既可以用作DP++转HDMI电平转换器，也可以作为HDMI转接驱动器。以下是它的一些关键特性：

1. 数据速率与兼容性

支持3、6、8、10和12Gbps的三通道和四通道HDMI 2.1 FRL，满足了不同应用场景下对高速数据传输的需求。同时，向后兼容的特性也保证了它在旧有系统中的适用性。

2. 可编程接收器均衡器

集成了可编程接收器均衡器，在6GHz时高达12dB，可通过I2C或引脚搭接进行编程。这一特性可以有效补偿信号在传输过程中的损耗，提高信号的质量和稳定性。

3. 集成功能

集成了HPD电平转换器和DDC缓冲器。HPD电平转换器可将5V HPD信号转换为1.8V或3.3V，输出还可配置为推挽式或开漏式；DDC缓冲器可提供电容隔离，并将5V DDC电平转换为3.3V、1.8V或1.2V电平，节省了系统成本。

4. 低功耗设计

具有低功耗的特点，例如12G FRL四通道有源限制模式下功耗为575mW，12G FRL四通道有源线性模式下功耗为220mW，断电时仅为0.6mW。这使得它在长时间运行时能够有效降低能源消耗，提高系统的能效。

二、应用场景广泛

TDP1204的应用场景非常广泛，涵盖了笔记本电脑、台式机、电视、家庭影院和娱乐系统、游戏系统、扩展坞以及专业音频、视频和标牌等领域。它可以接受AC或DC耦合的HDMI输入信号，提供信号调理和电平转换功能，以驱动符合标准的HDMI源连接器。在许多主要的PC或游戏系统中，APU/GPU会提供AC耦合的HDMI信号，TDP1204就非常适合这样的平台。

三、设计要点分析

1. 引脚配置与功能

TDP1204共有40个引脚，每个引脚都有其特定的功能。例如，VCC引脚提供3.3V电源，HPDOUT_SEL引脚用于选择HPD_OUT引脚的输出模式（推挽或开漏），EN引脚用于控制设备的复位状态等。在设计过程中，需要根据具体的应用需求正确配置这些引脚，以确保设备的正常运行。

2. 工作模式选择

TDP1204支持线性和限幅两种转接驱动器模式。在限幅转接驱动器模式下，其差分输出电压电平独立于图形处理单元（GPU）的输出电平，确保插座的HDMI电平符合要求，适用于HDMI源端应用；而在线性转接驱动器模式下，差分输出电平是GPU输出电平的线性函数，支持透明呈现链路训练或用作通道缩短器，建议用于HDMI接收端应用。

3. 电源供应与布局

在电源供应方面，建议使用3.3V单电源，并在VCC引脚上添加10µF的大容量电容和0.1µF的去耦电容，以确保电源的稳定性。在布局设计上，应将高速TMDS迹线布设在顶层，避免使用过孔，以减少电感的引入；同时，要匹配这些高速迹线的电气长度，以最小化通道间的串扰和偏移。此外，还应在高速层旁边设置实心接地层，以建立受控阻抗并提供低电感的回流路径。

四、应用案例分享

1. 典型源端应用

在源端应用中，如蓝光™ DVD播放器、游戏系统、台式机、笔记本电脑或音频视频接收器（AVR）等，需要确保EN引脚连接一个0.1µF的电容到地，并且在电压轨稳定后，EN引脚的状态需要从低电平变为高电平。同时，要根据具体的设计要求选择合适的工作模式、CTLE HDMI数据速率映射、RX EQ和TX预加重等参数。例如，在一个设计示例中，选择了Pin-strap模式，MODE = "0"（固定EQ并支持DDC缓冲器），使用Limited redriver模式，TX为DC耦合到HDMI插座等。

2. 典型接收端应用

在接收端应用中，如电视或显示器等，通常建议使用线性转接驱动器模式。例如，在一个设计示例中，选择了Pin-strap模式，MODE = "1"（自适应EQ并支持DDC缓冲器），使用线性转接驱动器模式，TX为AC耦合到HDMI插座等。同时，要根据预通道和后通道的长度和插入损耗，合理选择RX EQ和CTLE映射等参数。

五、总结与展望

TDP1204作为一款高性能的HDMI转接驱动器，凭借其高速数据传输能力、丰富的集成功能、低功耗设计以及广泛的应用场景，为电子工程师在HDMI信号处理方面提供了一个优秀的解决方案。在实际设计过程中，我们需要充分了解其特性和设计要点，根据具体的应用需求进行合理的配置和布局，以确保系统的稳定性和可靠性。随着HDMI技术的不断发展和应用需求的不断提高，相信TDP1204将会在更多的领域发挥重要作用。

各位电子工程师们，你们在使用TDP1204的过程中遇到过哪些问题或有什么独特的经验呢？欢迎在评论区分享交流，让我们一起共同进步！