解析LMH0034 SMPTE 292M / 259M自适应电缆均衡器

在电子工程领域，信号传输的质量和稳定性至关重要。对于涉及SMPTE标准的串行数字接口应用，选择合适的电缆均衡器能显著提升信号传输效果。今天我们就来详细探讨德州仪器（TI）的LMH0034 SMPTE 292M / 259M自适应电缆均衡器。

文件下载：LMH0034MAX NOPB.pdf

一、产品概述

LMH0034是一款单片集成电路，专为均衡通过电缆（或任何具有类似色散损耗特性的介质）传输的数据而设计。它工作的数据速率范围很宽，从125 Mbps到1.485 Gbps，并且支持SMPTE 292M、SMPTE 344M和SMPTE 259M标准，还能支持270 Mbps的DVB - ASI。该产品可替代GS1524和GS1524A，在性能和功能上有不错的表现。

二、产品特性

1. 标准兼容性

完全符合SMPTE 292M、SMPTE 344M和SMPTE 259M标准，这使得它在相关的串行数字接口应用中具有良好的通用性和兼容性。

2. 数据速率与均衡能力

支持125 Mbps到1.485 Gbps的数据速率。在1.485 Gbps的数据速率下，能够对长达200米的Belden 1694A电缆进行均衡；在270 Mbps时，可均衡长达400米的Belden 1694A电缆，这大大拓展了信号传输的距离。

3. 功能特性

• 手动旁路：可以跳过均衡和直流恢复功能，在某些特定情况下非常实用。
• 电缆长度指示器（CLI）：通过电压来指示正在均衡的电缆长度，CLI电压与电缆长度成反比。当输入信号存在时，CLI才有效。
• 输出静音：具有可编程阈值，可根据信号质量自动或手动控制输出静音。

  4. 输入输出特性

• 输入：支持单端或差分输入，输入需交流耦合，不支持变压器耦合。
• 输出：提供50Ω差分输出，差分输出电压摆幅为750 mVp - p ，单端输出电压摆幅为375 mVp - p 。

  5. 电源与功耗

  采用单3.3V电源供电，典型功耗为208 mW，相对较低的功耗有助于降低系统的整体能耗。

三、电气特性

1. 绝对最大额定值

• 电源电压范围为 - 0.5V到3.6V。
• 输入电压范围为 - 0.3V到VCC + 0.3V。
• 存储温度范围为 - 65°C到 + 150°C，结温为 + 150°C。
• 引脚焊接温度（4秒）为 + 260°C。

  2. 推荐工作条件

• 电源电压为3.3V ± 5%。
• 输入耦合电容为1.0 µF。
• AEC电容（连接在AEC + 和AEC - 之间）为1.0 µF。
• 工作环境温度范围为0°C到 + 85°C。

  3. 直流电气特性

  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，这些参数在不同的应用场景中起着重要作用。例如，输入电压摆幅在720 - 950 mVP - P之间，输出电压摆幅在50Ω负载下为750 mVP - P 。

  4. 交流电气特性

• 最小输入数据速率为125 Mbps，最大输入数据速率为1485 Mbps。
• 不同电缆长度和数据速率下的抖动指标，如在270 Mbps、Belden 1694A电缆400米时抖动为0.2 UI 。
• 输出上升时间、下降时间、上升/下降时间失配、输出过冲等参数也有明确规定。

四、引脚说明

LMH0034采用16引脚SOIC封装，各引脚功能明确：

• CLI：电缆长度指示器，电压与电缆长度成反比。
• VCC：正电源（+3.3V）。
• VEE：负电源（接地）。
• SDI：串行数据输入。
• SDO：串行数据输出。
• AEC + 和AEC -：用于连接AEC环路滤波器外部电容。
• BYPASS：高电平时绕过均衡和直流恢复功能。
• MUTE REF：静音参考，可设置最大均衡电缆长度。
• CD/MUTE：双向载波检测和输出静音引脚，可自动或手动控制输出静音。

五、工作原理

1. 均衡器滤波器

是一个多级自适应滤波器，当Bypass引脚为高电平时，该滤波器被禁用。

2. 直流恢复/电平控制

接收来自均衡器滤波器的差分信号，通过自偏置直流恢复电路对信号进行直流恢复。当Bypass引脚为高电平时，此功能被禁用。

3. 自动均衡控制（AEC）

利用直流恢复/电平控制前后的信号生成AEC信号，该信号设置均衡器滤波器的增益和带宽。AEC块的环路响应由连接在AEC + 和AEC - 引脚之间的1µF外部电容控制。

4. 载波检测/静音

生成载波检测信号并控制输出的静音功能，利用双向CD/MUTE信号和Mute Reference来实现。

六、应用与注意事项

1. 应用场景

适用于SMPTE 292M、SMPTE 344M和SMPTE 259M串行数字接口，可用于串行数字数据的均衡和接收、数据恢复均衡等。

2. PCB布局

建议参考应用笔记AN - 1372（SNLA071）“LMH0034 PCB Layout Techniques”，合理的PCB布局有助于提升产品性能。

3. 电源电流与电缆长度关系

电源电流（ICC）与均衡的电缆长度有关，短电缆时电流最高，随着电缆长度增加电流减小。

在实际设计中，电子工程师需要根据具体的应用需求和系统要求，合理选择和使用LMH0034。大家在使用过程中是否遇到过类似产品的应用难题呢？欢迎在评论区分享交流。