德州仪器 CLC007 串行数字电缆驱动器：高速数字应用的理想之选

身为电子工程师，我们在高速数字信号处理和传输领域不断探索，力求找到性能卓越、可靠性高且易于集成的器件。德州仪器的 CLC007 串行数字电缆驱动器就是这样一款值得深入研究的产品。今天，我就和大家详细探讨一下这款驱动器的特性、应用及设计要点。

文件下载：clc007.pdf

一、CLC007 产品概述

CLC007 是一款专为 SMPTE 259M 串行数字视频数据传输标准设计的单片高速电缆驱动器。它能够驱动 75Ω 传输线（如 Belden 8281 或等效线缆），数据速率高达 400 Mbps，这在高速数据传输场景中表现出色。其受控的输出上升和下降时间（典型值 750 ps）能有效减少过渡引起的抖动，为信号的稳定传输提供保障。而且，它的输出电压摆幅通常为 1.65V，能为匹配并端接的 75Ω 电缆提供 800 mV 的摆幅，这一特性使得它在多种应用中都能发挥良好的性能。

二、出色的产品特性

低功耗设计

CLC007 的 AB 类输出级功耗较低，当所有输出端接时，功耗仅为 195 mW。在如今追求节能高效的时代，低功耗设计不仅能降低能源消耗，还能减少发热，提高设备的稳定性和可靠性。大家在设计多设备集成系统时，低功耗的器件能显著降低整体散热需求，减少散热设计成本。

电源适应性强

它可以采用单 +5V 或 -5.2V 电源供电，这种灵活的电源选项在不同的电源系统中都能轻松适配，为工程师的设计提供了更多的便利。在实际项目中，我们可能会遇到不同的电源规格，CLC007 的这一特性就能很好地解决电源兼容性问题。

无需外部下拉电阻

该驱动器具有差分输入和输出，且无需外部下拉电阻，这不仅减少了外部元件数量，降低了设计复杂度，还能减少电路板空间占用，提高集成度。对于空间有限的设计场景，如小型化的数字设备，这一特性尤为重要。

广泛的输入信号兼容性

其差分输入能接受从 200 mV_{P - P} 到 ECL 电平的各种数字信号，且在指定的共模范围内都能稳定工作。这使得它在不同的信号源和系统中都能灵活应用，大大拓展了其使用范围。

三、多样化的应用场景

数字路由器和分配放大器

在数字路由器和分配放大器中，需要对数字信号进行高效的传输和分配。CLC007 的高速数据传输能力和低功耗特性，使其能够满足这些设备对信号处理和传输的要求，确保信号的稳定和准确。

同轴电缆和双绞线驱动

无论是同轴电缆还是双绞线，CLC007 都能作为优秀的驱动器。它能够在不同类型的传输线路上实现高速、稳定的信号传输，为各种数字传输系统提供可靠的支持。

数字分配放大器

在数字分配放大器中，需要将一个信号分配到多个输出端。CLC007 的双互补输出和低抖动特性，能够确保每个输出端的信号质量一致，保证了分配系统的可靠性。

兼容多种标准

它与 SMPTE、Sonet/SDH 和 ATM 等标准兼容，这意味着在这些标准相关的应用中，CLC007 都能发挥重要作用，为不同领域的数字通信系统提供了一个通用的解决方案。

四、关键技术规格

高速信号特性

CLC007 的上升和下降时间为 650 ps，数据速率可达 400 Mbps，这使得它在高速数字信号处理中表现出色。在高速数据采集和传输系统中，这样的高速特性能够确保信号的快速准确传输，减少信号失真。

输出配置

它拥有 2 组互补输出，能够满足不同的信号输出需求。这种双输出配置在一些需要差分信号或多路信号输出的应用中非常有用，例如差分信号传输系统或多通道数据采集系统。

低噪声性能

低残余抖动（25 pspp）和低输入偏置电流（10 μA 典型值）确保了信号的高质量传输，减少了噪声对信号的影响。在对信号质量要求较高的应用中，如高精度数据采集系统或高速通信系统，低噪声性能是非常关键的。

五、设计要点

输入接口设计

CLC007 具有高阻抗、发射极跟随器缓冲的差分输入，也可以接受单端信号输入。在设计输入接口时，要确保传输线路在靠近驱动器处正确端接，可采用 AC 或 DC 耦合方式。同时，输入 DC 共模电压范围需控制在正电源 $(V_{CC})$ 以下 0.8V 至 2.5V 之间，输入信号加上偏置应保持在指定的共模范围内。不同的输入信号类型和负载需要选择合适的电阻进行端接和偏置，文档中给出了详细的电阻值参考。

输出接口设计

其 AB 类输出级无需输出晶体管的静态电流，因此不需要偏置或下拉电阻，这降低了功耗和外部元件数量。输出可以采用 DC 或 AC 耦合到负载，带隙电压参考设置的输出电压电平与 F100K 和 10K ECL 兼容，但在驱动 10K ECL 时，温度范围变化可能会影响噪声裕量，而驱动 F100K 则不受影响。

输出上升和下降时间控制

输出负载电容会显著影响输出上升和下降时间。为减少这种影响，可将输出匹配电阻靠近输出引脚放置，并尽量减小所有互连走线长度。从文档中的图 10 可以看出，负载电容对上升时间的影响情况，这有助于我们在设计中合理选择负载电容和布局。

PCB 布局建议

PCB 布局对 CLC007 的性能影响很大。为获得满意的性能，建议采用接地层或电源/接地层夹层设计；使用 0.01 μF 单片陶瓷电容与 6.8 μF 钽电解电容并联旁路器件电源，且电容距离器件电源引脚不超过 0.1”（2.5 mm）；为输入、电源旁路电容和输出负载提供短而对称的接地返回路径；在封装中心线下方、距离封装引脚 0.1”（2.5 mm）处，以及电路板的顶部和底部提供短的接地保护走线，并通过过孔连接。

六、总结

德州仪器的 CLC007 串行数字电缆驱动器以其出色的性能、低功耗、广泛的应用场景和灵活的设计特性，成为高速数字应用领域的理想选择。在实际设计中，我们需要根据具体的应用需求，合理设计输入输出接口、控制输出信号特性，并优化 PCB 布局，以充分发挥 CLC007 的优势。大家在使用 CLC007 过程中遇到过哪些问题，又是如何解决的呢？欢迎在评论区分享交流。