探秘LMH0384：3 - Gbps HD - SD SDI扩展范围与可配置自适应电缆均衡器

作为一名电子工程师，在硬件设计开发的道路上，我们常常会遇到各种挑战，而一款性能卓越的电缆均衡器则能为我们解决不少难题。今天，就让我们一同深入了解TI公司的LMH0384 3 - Gbps HD - SD SDI扩展范围与可配置自适应电缆均衡器。

文件下载：lmh0384.pdf

1. 产品特性与优势

1.1 广泛的兼容性与数据速率支持

LMH0384具备出色的兼容性，它符合ST 424、ST 292、ST 344和ST 259标准，能够支持从125 Mbps到2.97 Gbps的宽范围数据速率。这意味着在不同的应用场景中，我们都能放心地使用它，无论是高清还是标清的串行数字接口。

1.2 强大的电缆均衡能力

在电缆均衡方面，LMH0384表现十分出色。在2.97 Gbps的数据速率下，它能够均衡长达140米的Belden 1694A电缆；在1.485 Gbps时，可均衡长达200米的该类型电缆；而在270 Mbps时，甚至能均衡长达400米的电缆。这大大扩展了数据传输的距离，为我们的设计提供了更多的灵活性。

1.3 丰富的功能特性

LMH0384还拥有一系列实用的功能特性。它具备主动感应功能和设计增强特性，如更长的电缆均衡、更低的输出抖动、可配置的引脚模式和SPI模式、节能睡眠模式以及可编程的输出共模电压和摆幅。同时，它还实现了直流恢复功能，能够正确处理病态数据条件。

2. 应用领域

2.1 串行数字接口

由于其对多种标准的支持，LMH0384非常适合用于ST 424、ST 292、ST 344和ST 259串行数字接口。在视频传输、广播等领域，它能够确保数据的稳定传输，为高质量的视频信号提供保障。

2.2 数据均衡与恢复

在数据处理方面，LMH0384可用于串行数字数据的均衡和接收，以及数据恢复均衡。它能够有效补偿电缆传输过程中的信号损耗，使接收端能够准确地恢复原始数据。

3. 工作模式与编程

3.1 两种工作模式

LMH0384支持引脚模式（非SPI模式）和SPI模式。在引脚模式下，它与LMH0344和传统的SDI均衡器引脚兼容，方便我们进行替换和升级。而在SPI模式下，我们可以通过寄存器访问其所有功能，还能获取电缆长度指示、可编程输出共模电压和摆幅以及发射幅度优化等功能。

3.2 编程操作

在SPI模式下，我们可以通过SPI接口对LMH0384进行编程。例如，通过SPI写操作，我们可以向其发送写命令、地址位和数据位，实现对寄存器的配置；通过SPI读操作，我们可以读取寄存器中的数据。同时，我们还可以通过SPI寄存器调整输出驱动器的摆幅和偏移电压，以及进行发射幅度优化。

4. 设计与应用注意事项

4.1 替换LMH0344时的注意事项

如果我们要使用LMH0384替换LMH0344，需要注意以下几点：

• 自动睡眠功能：LMH0384的自动睡眠功能映射到引脚12，而该引脚在LMH0344上是接地引脚。要启用LMH0384的自动睡眠模式，需要将该引脚拉高。
• 引脚连接：LMH0344上的引脚4和引脚9是真正的接地引脚，而在LMH0384的引脚模式下，这两个引脚可以驱动为逻辑低电平，不需要真正的接地连接。
• 输入电容与回波损耗：LMH0384的输入电容比LMH0344低，这有助于改善输入回波损耗。但在实际应用中，可能需要对输入回波损耗网络进行修改。
• 输出共模电压：LMH0384的默认输出共模电压与LMH0344不同，但在大多数情况下，这不会造成问题。而且，LMH0384的输出共模电压可以通过SPI进行调整。

4.2 典型应用设计要求

在设计典型应用电路时，我们需要注意以下参数：

• 输入交流耦合电容：输入必须使用交流耦合电容，常见的类型是1 μF ±10% X7R陶瓷电容（0402或0201尺寸），这些电容可以安装在PCB上或连接器中。
• 输出交流耦合电容：用户需要检查输入共模电压，如果需要交流耦合电容，SDO交流耦合电容预计为4.7 μF ±10%。
• 距离要求：要尽量缩短设备到BNC的距离，以减少寄生效应。
• 输入发射幅度：需要参考直流电气特性来确定输入发射幅度。

4.3 布局与电源设计

在PCB布局方面，我们要遵循一些准则。例如，使用表面贴装元件，并选择最小尺寸的元件和焊盘；选择合适的走线宽度，以最小化BNC和均衡器之间的阻抗失配；选择能够支持75 - Ω单端走线和100 - Ω松散耦合差分走线的电路板叠层；将回波损耗元件放置在离均衡器输入引脚最近的位置；保持互补信号的对称性；均匀布线100 - Ω走线，避免信号路径中的急剧弯曲；在每个电源引脚附近放置旁路电容，并使用最短路径将均衡器的电源和接地引脚连接到相应的电源或接地平面。

在电源设计方面，我们要确保电源能够提供推荐的直流电压和最大电流消耗。虽然LMH0384不需要特殊的电源滤波，但要满足推荐的工作条件，只需要进行标准的电源去耦即可。

5. 总结与思考

LMH0384作为一款功能强大的电缆均衡器，为我们在高清和标清串行数字接口设计中提供了很多便利。它的广泛兼容性、强大的电缆均衡能力和丰富的功能特性，使我们能够更轻松地应对各种复杂的应用场景。

然而，在实际应用中，我们也需要注意一些细节，如引脚连接、布局设计和电源供应等。只有这样，我们才能充分发挥LMH0384的性能优势，确保设计的稳定性和可靠性。

作为电子工程师，我们在选择和使用这样的产品时，要不断学习和探索，结合实际需求，做出最优化的设计。那么，在你的设计中，是否也遇到过类似的电缆均衡问题呢？你又是如何解决的呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。