DS42BR400：高性能CML收发器的技术解析与应用指南

在高速数据传输的领域中，收发器的性能直接影响着整个系统的稳定性和数据传输的效率。今天，我们将深入探讨德州仪器（TI）的DS42BR400，一款四通道4.25 Gbps的CML收发器，它具有发射去加重和接收均衡功能，为背板和电缆应用提供了强大的支持。

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一、DS42BR400概述

DS42BR400是一款四通道的CML收发器，也可作为8通道缓冲器使用，数据传输速率范围为250 Mbps至4.25 Gbps。这种宽范围的速率支持使得它可以应用于对低频和高频数据速率都有要求的场景。其主要特点包括可选的固定输入均衡、可选择的输出去加重、独立的回环控制、片上终端以及采用无铅WQFN - 60引脚封装（9 mm x 9 mm x 0.8 mm，0.5 mm间距），工作温度范围为 - 40°C至 + 85°C，具有6 kV的ESD评级（HBM）。

二、关键特性分析

2.1 输出去加重

去加重是补偿背板传输损耗的主要信号调理功能。DS42BR400提供了四个级别的去加重，分别为0、 - 3、 - 6和 - 9 dB，用户可以根据背板的损耗情况进行选择。例如，当背板传输损耗较大时，可以选择 - 9 dB的去加重级别，以确保信号在长距离传输后仍能保持较好的质量。

2.2 输入均衡

每个差分输入都有一个固定的均衡前端级，旨在为短电路板走线提供固定均衡，在375 MHz至1.875 GHz之间的传输损耗约为5 dB。通过可编程去加重和输入均衡的结合，可以确保40英寸FR - 4背板上有可接受的眼图张开度。同时，通道A和通道B的差分输入均衡器可以分别通过EQA和EQB进行旁路控制。

2.3 回环控制

DS42BR400具有四个通道的回环控制功能。通过控制LB0、LB1、LB2和LB3引脚（低电平有效），可以启用内部回环路径，方便进行测试和调试。例如，在系统调试阶段，可以通过启用回环功能来检查信号在芯片内部的传输情况，判断是否存在信号失真等问题。

三、电气特性详解

3.1 接收器规格

差分输入电压范围（VID）在不同数据速率下有所不同，在低于1.25 Gb/s时为100 - 1750 mVp.p，在1.25 Gbps - 3.125 Gbps时为100 - 1560 mVp.p，在高于3.125 Gbps时为100 - 1200 mVp.p。接收器输入的共模电压（VicM）约为1.3 V，片上差分终端电阻（RITD）在84 - 116Ω之间。

3.2 驱动器规格

无去加重时的输出差分电压摆幅（VODB）为1000 - 1400 mVp.p，输出去加重电压比（VPE）可选择0、 - 3、 - 6和 - 9 dB，去加重宽度（tPE）在 - 9 dB去加重级别下为125 - 250 ps。输出终端电阻（ROTSE）为42 - 58Ω，输出差分终端电阻（ROTD）约为100Ω。

3.3 交流特性

差分输出的上升时间（tR）和下降时间（tF）在4.25 Gbps时钟模式下约为80 ps，差分低到高和高到低的传播延迟（tPLH和tPHL）最大为1 ns，脉冲偏斜（tsKP）最大为20 ps，通道间的输出偏斜（tsKO）最大为100 ps，器件间的偏斜（tskPP）最大为165 ps，回环延迟时间（tLB）最大为4 ns。

四、应用注意事项

4.1 交流耦合电容

高速输入采用交流耦合方式，理想的交流耦合电容值通常基于串行链路中嵌入的最低频率分量。典型的交流耦合电容值在100 - 1000 nF之间，对于一些带有加扰数据的规格，可能需要更大的耦合电容以获得最佳性能。为减少交流耦合电容周围和内部的寄生效应，建议使用0402尺寸的电容。

4.2 电源和接地

电源电压（Vcc）范围为3.135 - 3.465 V，每个Vcc引脚应通过低电感路径连接到Vcc平面，并使用0.01 pF或0.1 pF、X7R、0402尺寸的旁路电容。接地引脚应通过低电感路径连接到接地平面，WQFN - 60引脚封装底部的金属触点（DAP）应至少通过4个过孔连接到GND平面，以降低接地阻抗并提高封装的热性能。

五、总结

DS42BR400凭借其宽范围的数据速率支持、灵活的去加重和均衡功能、独立的回环控制以及良好的电气特性，为背板和电缆应用提供了可靠的解决方案。在实际应用中，工程师需要根据具体的系统需求，合理选择去加重级别、输入均衡模式，并注意交流耦合电容和电源接地的设计，以确保系统的稳定性和性能。你在使用类似收发器的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。