德州儀器DS15BR400/DS15BR401：高速數據傳輸的理想選擇

在高速數據傳輸領域，低抖動、高抗噪性和低功耗的設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2 Gbps的數據速率需求。今天，我們就來詳細了解一下這兩款產品。

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產品概述

DS15BR400/DS15BR401具備DC至2 Gbps的低抖動性能，擁有高抗噪性和低功耗的特點。其高速數據路徑和直插式引腳布局，不僅能將內部設備抖動降至最低，還簡化了電路板的布局。預加重功能則可有效克服有損背板和電纜帶來的ISI抖動影響。

這兩款產品的差分輸入可與LVDS、Bus LVDS信號（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部均采用100Ω電阻進行端接，有助于提升性能并節省電路板空間；而DS15BR401則沒有輸入端接電阻。中繼器功能對于增強信號以實現通過有損電纜和背板進行長距離傳輸尤為有用。

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的全工業溫度范圍內工作，并提供節省空間的WQFN - 32和TQFP - 48封裝。

產品特性

高性能數據處理

• 低抖動與高抗噪：能夠在DC至2 Gbps的數據速率下保持低抖動，同時具備高抗噪性，確保數據傳輸的穩定性。
• 預加重功能：提供約6 dB的預加重，可有效減少長距離或有損傳輸介質帶來的ISI抖動。

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，方便與各種常見的差分驅動器進行接口。
• LVDS輸出：輸出信號符合LVDS標準，可與大多數常見的差分接收器進行DC耦合。

其他特性

• ESD保護：LVDS輸入和輸出具備15 kV的ESD保護，增強了設備的可靠性。
• 電源與溫度范圍：采用單一3.3V電源供電，可在-40°C至+85°C的工業溫度范圍內穩定工作。
• 封裝選擇：提供WQFN - 32和TQFP - 48兩種節省空間的封裝形式，滿足不同的設計需求。

引腳說明

DS15BR400/DS15BR401的引腳功能豐富，涵蓋了輸入、輸出、數字控制和電源等多個方面。以下是一些關鍵引腳的說明：

• 輸入引腳（INn±）：用于接收差分輸入信號，每個通道都有對應的正負輸入引腳。
• 輸出引腳（OUTn±）：輸出差分信號，同樣每個通道都有對應的正負輸出引腳。
• 數字控制接口：
  • PWDN：邏輯低電平激活硬件電源關斷模式（所有通道）。
  • PEM：預加重控制輸入，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。
  • GND：接地引腳，為LVDS和CMOS電路提供接地參考。

電氣特性

絕對最大額定值

了解設備的絕對最大額定值對于確保系統的可靠性至關重要。DS15BR400/DS15BR401的絕對最大額定值包括電源電壓、輸入輸出電壓、短路電流、結溫等多個參數。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，結溫最高可達+150°C。

推薦工作條件

在推薦的工作條件下使用設備，可以保證其性能的穩定性。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

文檔中詳細列出了各種電氣參數，包括LVCMOS直流規格、LVDS輸入輸出直流規格、開關特性等。例如，LVDS輸出的差分輸出電壓在0%預加重時，典型值為360mV，范圍在250mV至500mV之間。

應用信息

內部端接

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

輸出特性

其輸出特性針對點對點背板和電纜應用進行了優化，不適合多點或多分支信號傳輸。

電源關斷模式

PWDN輸入可激活硬件電源關斷模式，此時所有輸入輸出緩沖器和內部偏置電路將斷電。在退出電源關斷模式時，需要一定的延遲來開啟帶隙參考和輸入輸出緩沖電路。

預加重

預加重功能可顯著降低長距離或有損傳輸介質帶來的ISI抖動。通過一個引腳即可選擇所有輸出的預加重級別（開或關），在750 MHz時預加重提升約為6 dB。

輸入故障安全偏置

當源處于三態、斷電或移除時，如果下游接收器處于開啟和啟用狀態，應考慮對LVDS鏈路進行故障安全偏置。可通過在“+”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來實現。

去耦

為了確保設備的性能，每個電源或接地引腳都應通過低電感路徑連接到PCB。建議使用一個或多個過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，支持簡單的AC或DC耦合。由于其具有較寬的共模范圍，可與所有常見的差分驅動器（如LVPECL、LVDS、CML）進行DC耦合。其輸出信號符合LVDS標準，可與大多數常見的差分接收器進行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，如數據速率與電纜長度的關系等。這些數據對于評估設備在不同應用場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，并給出了詳細的封裝尺寸和引腳布局圖。同時，還提供了不同封裝的包裝信息，包括可訂購的零件編號、狀態、材料類型、包裝數量等。

總的來說，DS15BR400和DS15BR401是兩款性能出色的四通道LVDS緩沖器/中繼器，適用于電纜擴展、信號重復和緩沖、數字路由器等多種應用場景。在實際設計中，工程師們可以根據具體需求選擇合適的產品，并結合其特性和應用信息進行合理的設計。你在使用類似產品時遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區分享你的經驗。