探索LMH0046 HD/SD SDI重定时时钟器：特性、应用与设计要点

在数字视频信号处理领域，信号的高质量传输和处理至关重要。LMH0046 HD/SD SDI重定时时钟器作为一款关键的电子元件，为数字视频设备提供了可靠的信号处理解决方案。今天，我们就来详细了解一下这款器件。

文件下载：lmh0046.pdf

一、LMH0046的特性亮点

1. 标准与速率支持

LMH0046支持SMPTE 292M和SMPTE 259M (A & C) 串行数字视频标准，能够在143 Mbps、270 Mbps、1.483 Gbps和1.485 Gbps的串行数据速率下稳定运行。同时，它还支持270 Mbps的DVB - ASI标准，这使得它在不同的数字视频应用场景中都能发挥作用。

2. 电源与功耗

采用单3.3V电源供电，典型功耗仅为330 mW，在保证性能的同时，有效降低了能源消耗，适合对功耗有严格要求的应用。

3. 输出选项

提供两个差分、重定时输出，第二个输出可以选择作为重定时的串行数据输出或低抖动、差分的数据速率时钟输出，为设计提供了更多的灵活性。

4. 控制与指示

具备手动速率选择输入、SD/HD操作速率指示输出、锁定检测指示输出、输出静音功能以及自动/手动重定时旁路功能。这些控制和指示功能使得工程师能够更好地监控和管理设备的运行状态。

5. 接口兼容性

串行数据输入和输出与LVPECL兼容，控制输入和指示输出与LVCMOS兼容，方便与其他设备进行接口连接。

6. 封装与温度范围

采用20引脚的HTSSOP封装，工业温度范围为 - 40°C至 + 85°C，能够适应各种恶劣的工作环境。

二、应用领域广泛

LMH0046适用于多种数字视频设备，如数字视频路由器和切换器、数字视频处理和编辑设备、DVB - ASI设备以及视频标准和格式转换器等。在这些设备中，它能够对串行数字视频数据进行重定时，抑制累积的抖动，保证信号的质量。

三、工作原理与功能实现

1. 数据重定时

LMH0046能够自动检测输入数据的速率，并调整自身以对输入数据进行重定时，从而抑制累积的抖动。它还能恢复串行数据速率时钟，并可将其作为输出提供。

2. 输出选择

通过SCO_EN输入控制SCO/SDO2输出，当SCO_EN为高电平时，SCO/SDO2输出串行数据速率时钟；当SCO_EN为低电平时，输出重定时的串行数据。

3. 控制功能

• 数据速率选择：通过RATE [1:0]输入可以固定设备的工作串行数据速率，也可将设备置于自动速率检测模式。
• 锁定检测：当Lock Detect (LD)输出为高电平时，表示数据正在被接收且PLL已锁定。可以将LD连接到MUTE输入，在无数据信号接收时静音数据和时钟输出。
• 静音功能：MUTE输入为低电平时，静音串行数据和时钟输出。它可以连接到LD或外部驱动，以实现输出的静音或取消静音。
• 旁路功能：Bypass/Auto Bypass输入为高电平时，设备直接输出数据而不进行重定时；为低电平时，设备在未锁定状态或检测到不支持的数据速率时自动旁路重定时功能。

四、引脚说明与电气特性

1. 引脚功能

引脚	名称	描述
1	LF1	环路滤波器
2	LF2	环路滤波器
3	RATE 0	数据速率选择输入
4	RATE 1	数据速率选择输入
5	SDI	数据输入正端
6	SDI	数据输入负端
7	Vcc	正电源输入
8	BYPASS/AUTO BYPASS	旁路/自动旁路模式选择
9	OUTPUT MUTE	数据和时钟输出静音输入（低电平有效）
10	XTAL IN/EXT CLK	晶体或外部振荡器输入
11	XTAL OUT	晶体振荡器输出
12	LOCK DETECT	PLL锁定检测输出（高电平有效）
13	SCO/SDO2	串行时钟或串行数据输出2负端
14	SCO/SDO2	串行时钟或串行数据输出2正端
15	Vcco	正电源输入（输出驱动器）
16	SDO	数据输出负端
17	SDO	数据输出正端
18	Vcco	正电源输入（输出驱动器）
19	SD/HD	数据速率范围输出
20	SCOEN	串行时钟或串行数据2输出选择（高电平使能串行时钟输出）
DAP	VEE	将暴露的裸片连接到负电源（地）

2. 电气特性

• 直流特性：包括输入输出电压电平、电流、差分输入输出电压等参数，确保设备在不同工作条件下的稳定性。
• 交流特性：涵盖串行数据速率、抖动容限、输出抖动、环路带宽、时钟频率等参数，保证设备在高速数据传输时的性能。

五、设计注意事项

1. ESD保护

该设备的内置ESD保护有限，在存储或处理时，应将引脚短接或放置在导电泡沫中，以防止MOS栅极受到静电损坏。

2. 绝对最大额定值

在设计时，必须确保设备的工作参数不超过绝对最大额定值，如电源电压、输入输出电流、温度范围等，以保证设备的寿命和正常运行。

3. 晶体或外部时钟参考

LMH0046使用27 MHz晶体或外部时钟信号作为定时参考输入。可以连接27 MHz并联谐振晶体和负载网络到XTAL IN/EXT CLK和XTAL OUT引脚，也可以输入27 MHz LVCMOS兼容时钟信号到XTAL IN/EXT CLK。

六、应用电路示例

图7展示了LMH0046与LMH0034 SMPTE 292M / 259M自适应电缆均衡器和LMH0002 SMPTE 292M / 259M电缆驱动器的应用电路。在实际设计中，我们可以根据具体需求，合理选择与之配合的其他设备，以实现最佳的性能。

七、总结

LMH0046 HD/SD SDI重定时时钟器凭借其丰富的特性、广泛的应用领域和良好的电气性能，为数字视频信号处理提供了一个可靠的解决方案。作为电子工程师，在设计相关设备时，我们需要充分了解其特性和设计要点，合理应用该器件，以实现高质量的数字视频信号处理。大家在使用LMH0046的过程中，有没有遇到过什么有趣的问题或者独特的设计思路呢？欢迎在评论区分享交流。