深入解析DS25BR400：高性能四通道2.5Gbps CML收发器

在高速数据传输的领域中，收发器的性能往往对整个系统的表现起着关键作用。今天，我们就来深入探讨一款来自德州仪器（TI）的高性能器件——DS25BR400四通道2.5Gbps CML收发器。

文件下载：ds25br400.pdf

一、产品概述

DS25BR400是一款专为背板和电缆应用设计的四通道250 Mbps - 2.5 Gbps CML收发器，也可作为8通道缓冲器使用。其工作频率范围广，能同时满足低频和高频数据速率的应用需求。该器件具有低抖动、可选择的输入均衡和输出去加重等特性，为高速数据传输提供了可靠的保障。

二、产品特性亮点

2.1 高速低抖动

支持250 Mbps - 2.5 Gbps的低抖动操作，确保了在高速数据传输时的稳定性和准确性。这对于需要处理大量数据的应用场景，如数据中心的背板传输，至关重要。

2.2 输入输出调节

• 可选固定输入均衡：每个输入级都配备了固定均衡器，可减少电路板走线带来的ISI失真。通过两个控制引脚（EQA和EQB）来启用均衡器，为不同方向的ISI失真提供了灵活的解决方案。
• 可选择输出去加重：所有输出驱动器都有四个可选的去加重级别，能够补偿传输过程中的损耗。用户可以根据背板的损耗情况，通过PreA_0、PreA_1、PreB_0和PreB_1引脚来选择合适的去加重级别。

  2.3 其他特性

• 独立回环控制：四个通道都具备回环控制能力，方便进行系统测试和调试。
• 片上终端：所有CML驱动器具有50Ω到VCC的终端，所有接收器内部具有差分100Ω的终端，确保了信号的匹配和稳定。
• 电源与封装：采用+3.3V电源供电，采用无铅WQFN - 60引脚封装（9 mm x 9 mm x 0.8 mm，0.5 mm间距），适合工业温度范围（-40°C到+85°C）。
• ESD保护：具有6 kV的ESD评级（HBM），提高了器件的抗静电能力。

三、应用场景

DS25BR400的应用场景十分广泛，主要包括背板或电缆驱动、信号缓冲和重复等。在数据中心的服务器背板、通信设备的高速接口等应用中，DS25BR400能够有效地提升信号传输的质量和稳定性。

四、功能描述

4.1 工作频率与AC耦合

DS25BR400不适用于低于250 Mbps的数据速率，也不能在CML输入或输出端施加直流偏置。大多数高速链路采用AC耦合电容进行直流平衡，使得DS25BR400可以直接插入数据路径。理想的AC耦合电容值通常基于串行链路中的最低频率分量，典型值在100 - 1000nF之间。为了减少电容周围和内部的寄生效应，建议使用0402尺寸的电容。

4.2 输入输出信号调节

为了补偿电缆和背板在信号传输过程中的高频损耗，DS25BR400采用了输入和输出信号调节技术。输入级的固定均衡器和输出驱动器的去加重功能，能够有效减少串行链路上的确定性抖动。

4.3 回环控制

通过LBO、LB1、LB2和LB3引脚可以控制内部回环路径的启用和禁用。逻辑低电平（0）启用回环，默认状态（1）为正常模式，回环禁用。

4.4 去加重控制

输出去加重是补偿背板传输损耗的重要功能。DS25BR400提供了0、-3、-6和-9 dB四个级别的去加重，用户可以根据背板的损耗情况进行选择。去加重持续时间标称值为200 ps，对应2.5 Gbps时的50%位宽。

4.5 输入均衡

每个差分输入都有一个固定的均衡器前端级，输入组A和B可以分别启用和禁用。该均衡器专为短电路板走线设计，可补偿375 MHz到1.875 GHz之间约5 dB的传输损耗。通过EQA和EQB引脚可以绕过差分输入均衡器，默认情况下，均衡器内部上拉为高电平，处于禁用状态。

五、电气特性

5.1 绝对最大额定值

了解器件的绝对最大额定值对于正确使用和保护器件至关重要。DS25BR400的绝对最大额定值包括电源电压（-0.3V到4V）、CMOS/TTL输入电压（-0.3V到Vcc + 0.3V）、CML输入/输出电压（-0.3V到Vcc + 0.3V）等。

5.2 推荐工作额定值

• 电源电压：3.135 - 3.465V
• 电源噪声幅度：10 Hz到2 GHz范围内，最大100 mVpp
• 环境温度：-40°C到+85°C
• 外壳温度：最大100°C

5.3 详细电气参数

文档中还给出了LVCMOS直流规格、接收器规格、驱动器规格、功耗、AC特性等详细的电气参数。例如，在接收器规格中，差分输入电压范围（VID）在不同数据速率下有所不同；在驱动器规格中，输出差分电压摆幅（VODB）在无去加重时为1000 - 1400 mVp - p。

六、引脚描述

DS25BR400的引脚分为差分输入输出、控制和电源三类。差分输入输出引脚用于信号的输入和输出，控制引脚用于控制均衡器、去加重级别和回环功能，电源引脚用于提供电源和接地。详细的引脚描述可以参考文档中的表格。

七、包装与订购信息

DS25BR400提供了两种可订购的部件号（DS25BR400TSQ/NOPB和DS25BR400TSQ/NOPB.A），均采用WQFN（NKA）封装，60引脚，每卷250个。这些部件符合RoHS标准，具有一定的防潮等级和适用温度范围。

八、总结与思考

DS25BR400凭借其丰富的特性和出色的性能，为高速数据传输应用提供了一个可靠的解决方案。在实际设计中，工程师需要根据具体的应用场景和需求，合理选择输入均衡和输出去加重的级别，以达到最佳的信号传输效果。同时，要注意器件的电气特性和引脚连接，确保系统的稳定性和可靠性。大家在使用DS25BR400的过程中，遇到过哪些问题或者有什么独特的应用经验呢？欢迎在评论区分享。