德州儀器DS15BR400/DS15BR401：高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)睦硐脒x擇

在高速數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域，低抖動(dòng)、高抗噪性和低功耗的設(shè)備往往是工程師們的首選。德州儀器（TI）的DS15BR400和DS15BR401就是這樣兩款出色的四通道LVDS緩沖器/中繼器，能夠滿足高達(dá)2 Gbps的數(shù)據(jù)速率需求。今天，我們就來(lái)詳細(xì)了解一下這兩款產(chǎn)品。

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產(chǎn)品概述

DS15BR400/DS15BR401具備DC至2 Gbps的低抖動(dòng)性能，擁有高抗噪性和低功耗的特點(diǎn)。其高速數(shù)據(jù)路徑和直插式引腳布局，不僅能將內(nèi)部設(shè)備抖動(dòng)降至最低，還簡(jiǎn)化了電路板的布局。預(yù)加重功能則可有效克服有損背板和電纜帶來(lái)的ISI抖動(dòng)影響。

這兩款產(chǎn)品的差分輸入可與LVDS、Bus LVDS信號(hào)（如TI的10位、16位和18位Bus LVDS SerDes）以及CML和LVPECL接口。DS15BR400的差分輸入和輸出內(nèi)部均采用100Ω電阻進(jìn)行端接，有助于提升性能并節(jié)省電路板空間；而DS15BR401則沒(méi)有輸入端接電阻。中繼器功能對(duì)于增強(qiáng)信號(hào)以實(shí)現(xiàn)通過(guò)有損電纜和背板進(jìn)行長(zhǎng)距離傳輸尤為有用。

它們由單一的3.3V電源供電，典型功耗為578 mW，可在-40°C至+85°C的全工業(yè)溫度范圍內(nèi)工作，并提供節(jié)省空間的WQFN - 32和TQFP - 48封裝。

產(chǎn)品特性

高性能數(shù)據(jù)處理

• 低抖動(dòng)與高抗噪：能夠在DC至2 Gbps的數(shù)據(jù)速率下保持低抖動(dòng)，同時(shí)具備高抗噪性，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。
• 預(yù)加重功能：提供約6 dB的預(yù)加重，可有效減少長(zhǎng)距離或有損傳輸介質(zhì)帶來(lái)的ISI抖動(dòng)。

廣泛的兼容性

• 多種輸入接口：支持LVDS、CML、LVPECL等多種差分輸入信號(hào)，方便與各種常見(jiàn)的差分驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行接口。
• LVDS輸出：輸出信號(hào)符合LVDS標(biāo)準(zhǔn)，可與大多數(shù)常見(jiàn)的差分接收器進(jìn)行DC耦合。

其他特性

• ESD保護(hù)：LVDS輸入和輸出具備15 kV的ESD保護(hù)，增強(qiáng)了設(shè)備的可靠性。
• 電源與溫度范圍：采用單一3.3V電源供電，可在-40°C至+85°C的工業(yè)溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定工作。
• 封裝選擇：提供WQFN - 32和TQFP - 48兩種節(jié)省空間的封裝形式，滿足不同的設(shè)計(jì)需求。

引腳說(shuō)明

DS15BR400/DS15BR401的引腳功能豐富，涵蓋了輸入、輸出、數(shù)字控制和電源等多個(gè)方面。以下是一些關(guān)鍵引腳的說(shuō)明：

• 輸入引腳（INn±）：用于接收差分輸入信號(hào)，每個(gè)通道都有對(duì)應(yīng)的正負(fù)輸入引腳。
• 輸出引腳（OUTn±）：輸出差分信號(hào)，同樣每個(gè)通道都有對(duì)應(yīng)的正負(fù)輸出引腳。
• 數(shù)字控制接口：
  • PWDN：邏輯低電平激活硬件電源關(guān)斷模式（所有通道）。
  • PEM：預(yù)加重控制輸入，影響所有通道。
• 電源引腳：
  • VDD：提供3.3V電源，允許±10%的電壓波動(dòng)。
  • GND：接地引腳，為L(zhǎng)VDS和CMOS電路提供接地參考。

電氣特性

絕對(duì)最大額定值

了解設(shè)備的絕對(duì)最大額定值對(duì)于確保系統(tǒng)的可靠性至關(guān)重要。DS15BR400/DS15BR401的絕對(duì)最大額定值包括電源電壓、輸入輸出電壓、短路電流、結(jié)溫等多個(gè)參數(shù)。例如，其電源電壓范圍為-0.3V至+4.0V，LVDS輸出短路電流最大為+40mA，結(jié)溫最高可達(dá)+150°C。

推薦工作條件

在推薦的工作條件下使用設(shè)備，可以保證其性能的穩(wěn)定性。推薦的電源電壓范圍為3.0V至3.6V，輸入輸出電壓范圍為0V至VDD，工作溫度范圍為-40°C至+85°C。

電氣參數(shù)

文檔中詳細(xì)列出了各種電氣參數(shù)，包括LVCMOS直流規(guī)格、LVDS輸入輸出直流規(guī)格、開(kāi)關(guān)特性等。例如，LVDS輸出的差分輸出電壓在0%預(yù)加重時(shí)，典型值為360mV，范圍在250mV至500mV之間。

應(yīng)用信息

內(nèi)部端接

DS15BR400的輸入和輸出均集成了端接電阻，輸入采用100Ω電阻跨接在差分對(duì)上，輸出也包含一個(gè)100Ω的端接電阻，有助于提高信號(hào)完整性并減少外部元件數(shù)量。而DS15BR401僅在輸出端有100Ω端接電阻。

輸出特性

其輸出特性針對(duì)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)背板和電纜應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化，不適合多點(diǎn)或多分支信號(hào)傳輸。

電源關(guān)斷模式

PWDN輸入可激活硬件電源關(guān)斷模式，此時(shí)所有輸入輸出緩沖器和內(nèi)部偏置電路將斷電。在退出電源關(guān)斷模式時(shí)，需要一定的延遲來(lái)開(kāi)啟帶隙參考和輸入輸出緩沖電路。

預(yù)加重

預(yù)加重功能可顯著降低長(zhǎng)距離或有損傳輸介質(zhì)帶來(lái)的ISI抖動(dòng)。通過(guò)一個(gè)引腳即可選擇所有輸出的預(yù)加重級(jí)別（開(kāi)或關(guān)），在750 MHz時(shí)預(yù)加重提升約為6 dB。

輸入故障安全偏置

當(dāng)源處于三態(tài)、斷電或移除時(shí)，如果下游接收器處于開(kāi)啟和啟用狀態(tài)，應(yīng)考慮對(duì)LVDS鏈路進(jìn)行故障安全偏置。可通過(guò)在“+”線上使用上拉電阻連接到VDD，在“-”線上使用下拉電阻連接到GND來(lái)實(shí)現(xiàn)。

去耦

為了確保設(shè)備的性能，每個(gè)電源或接地引腳都應(yīng)通過(guò)低電感路徑連接到PCB。建議使用一個(gè)或多個(gè)過(guò)孔將電源或接地引腳連接到附近的平面，并在VDD引腳附近放置旁路電容。

輸入輸出接口

DS15BR400和DS15BR401可接受差分信號(hào)，支持簡(jiǎn)單的AC或DC耦合。由于其具有較寬的共模范圍，可與所有常見(jiàn)的差分驅(qū)動(dòng)器（如LVPECL、LVDS、CML）進(jìn)行DC耦合。其輸出信號(hào)符合LVDS標(biāo)準(zhǔn)，可與大多數(shù)常見(jiàn)的差分接收器進(jìn)行DC耦合。

典型性能特性

文檔中還給出了一些典型性能特性圖，如數(shù)據(jù)速率與電纜長(zhǎng)度的關(guān)系等。這些數(shù)據(jù)對(duì)于評(píng)估設(shè)備在不同應(yīng)用場(chǎng)景下的性能非常有幫助。

封裝與包裝信息

DS15BR400/DS15BR401提供WQFN - 32和TQFP - 48兩種封裝形式，并給出了詳細(xì)的封裝尺寸和引腳布局圖。同時(shí)，還提供了不同封裝的包裝信息，包括可訂購(gòu)的零件編號(hào)、狀態(tài)、材料類型、包裝數(shù)量等。

總的來(lái)說(shuō)，DS15BR400和DS15BR401是兩款性能出色的四通道LVDS緩沖器/中繼器，適用于電纜擴(kuò)展、信號(hào)重復(fù)和緩沖、數(shù)字路由器等多種應(yīng)用場(chǎng)景。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，工程師們可以根據(jù)具體需求選擇合適的產(chǎn)品，并結(jié)合其特性和應(yīng)用信息進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。你在使用類似產(chǎn)品時(shí)遇到過(guò)哪些問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)。