深入剖析LMH0002：SMPTE标准下的高速电缆驱动芯片

在电子工程师的日常工作中，高速数据传输的稳定性和可靠性至关重要。今天，我们就来详细探讨一款德州仪器（TI）推出的SMPTE 292M / 259M串行数字电缆驱动器——LMH0002。

文件下载：LMH0002MAX NOPB.pdf

芯片概述

LMH0002是一款单片高速电缆驱动器，专为SMPTE 292M / 259M串行数字视频和ITU - T G.703串行数字数据传输应用而设计。它能够以高达1.485 Gbps的数据速率驱动75Ω传输线，如Belden 8281、Belden 1694A或等效电缆，为高速数据传输提供了有力支持。

芯片特性

标准兼容性

LMH0002符合SMPTE 292M、SMPTE 344M和SMPTE 259M标准，还支持270 Mbps的DVB - ASI，这使得它在不同的视频和数据传输标准下都能稳定工作，具有广泛的适用性。

电气特性

• 输入输出特性：采用差分输入和75Ω差分输出，输入可以是差分或单端输入，且输入为自偏置，允许简单的交流或直流耦合。输出电压摆幅可通过单个外部电阻进行调节，为设计带来了更大的灵活性。
• 电源与功耗：仅需单个3.3V电源供电，典型功耗在SD模式下为125 mW，HD模式下为149 mW，具有较低的功耗，适合对功耗有要求的应用场景。
• 可选压摆率：通过SD/HD引脚可选择两种压摆率，以满足SMPTE 259M和SMPTE 292M标准的要求。当SD/HD引脚为高电平时，输出上升/下降时间符合SMPTE 259M标准；为低电平时，符合SMPTE 292M标准。

封装与温度范围

提供8引脚SOIC或16引脚WQFN封装，方便不同的PCB布局需求。有商业级（0°C至 +70°C，LMH0002MA）和工业级（−40°C至 +85°C，LMH0002TMA和LMH0002SQ）两种温度范围可选，适应不同的工作环境。

应用领域

视频与数据接口

适用于SMPTE 292M、SMPTE 344M和SMPTE 259M串行数字接口，以及Sonet/SDH和ATM接口，为高速视频和数据传输提供稳定的驱动。

设备应用

在数字路由器、交换机、分配放大器、缓冲应用、机顶盒和安全摄像机等设备中都有广泛的应用，能够有效提升这些设备的数据传输性能。

电气参数

绝对最大额定值

了解芯片的绝对最大额定值对于正确使用芯片至关重要。LMH0002的电源电压范围为−0.5V至3.6V，输入电压范围为−0.3V至VCC + 0.3V，输出电流最大为28 mA，存储温度范围为−65°C至 +150°C，结温最大为 +150°C，焊接4秒时引脚温度为 +260°C。不同封装的热阻也有所不同，8引脚SOIC的θJA为 +160°C/W，16引脚WQFN的θJA为 +78.9°C/W。

推荐工作条件

推荐的电源电压为3.3V ±5%，不同型号的工作温度范围有所差异，LMH0002MA为0°C至 +70°C，LMH0002TMA和LMH0002SQ为−40°C至 +85°C。

DC与AC电气特性

DC电气特性包括输入共模电压、输入电压摆幅、输出共模电压、输出电压摆幅等参数。例如，在不同的参考电阻下，输出电压摆幅会有所不同，当RREF = 750 Ω 1%时，单端75 Ω负载下的输出电压摆幅典型值为800 mV P - P。AC电气特性则涉及输入数据速率、附加抖动、输出上升/下降时间、上升/下降时间失配、占空比失真、输出过冲和输出回波损耗等参数。如在1.485 Gbps的数据速率下，附加抖动典型值为26 ps P - P。

引脚说明

SOIC Pin #	WQFN Pin #	Name	Description
1	1	SDI	串行数据正输入
2	2	SDI	串行数据反输入
3	3	V EE	负电源（接地）
4	4	R REF	输出驱动器电平控制，连接电阻到V CC设置输出电压摆幅
5	9	V CC	正电源（+3.3V）
6	10	SD/HD	输出压摆率控制，低电平时输出上升/下降时间符合SMPTE 292M，高电平时符合SMPTE 259M
7	11	SDO	串行数据反输出
8	12	SDO	串行数据正输出
-	5, 6, 7, 8, 13, 14, 15, 16	NC	无连接
-	DAP	V EE	暴露的DAP连接到负电源（接地）

应用注意事项

输入接口

LMH0002的输入可以是差分或单端输入，输入为自偏置。对于直流耦合输入，必须保持在指定的共模范围内。当VCC = 3.3 V时，SDI和SDI的自偏置电压约为2.1V。

输出接口

采用电流模式输出，单端输出电平在75Ω交流耦合同轴电缆（RREF = 750 Ω）时为800 mV P - P。RREF电阻应尽可能靠近RREF引脚放置，并且应去除RREF网络下方平面层的铜，以最小化寄生电容。

ESD保护

该芯片的内置ESD保护有限，在存储或处理时，应将引脚短路在一起或将器件放置在导电泡沫中，以防止MOS栅极受到静电损坏。

替代方案

LMH0002MA在外形、装配和功能上与Gennum GS1528和GS1528A兼容，LMH0002SQ与Gennum GS1578A兼容，为工程师在设计中提供了更多的选择。

总结

LMH0002作为一款高性能的SMPTE标准电缆驱动器，具有标准兼容性好、电气特性优越、应用范围广泛等优点。电子工程师在进行高速数据传输相关设计时，可以充分考虑其特性和参数，结合实际应用需求，合理使用该芯片，以实现稳定可靠的高速数据传输。大家在使用LMH0002的过程中，有没有遇到过什么特别的问题或者有什么独特的应用经验呢？欢迎在评论区分享交流。