德州儀器SDI解串器LMH0041、LMH0051、LMH0071、LMH0341詳解

在數(shù)字視頻信號處理領域，德州儀器（TI）的LMH0041、LMH0051、LMH0071和LMH0341 SDI解串器是非常實用的器件。它們支持3Gbps、HD、SD和DVB - ASI標準，為視頻應用提供了強大的功能。今天，我們就來詳細探討這些解串器的特性、應用、電氣參數(shù)以及設計要點。

文件下載：lmh0341.pdf

特性與應用

特性亮點

這些解串器具有諸多出色的特性。首先，它們采用5位LVDS接口，無需外部VCO或時鐘，這簡化了設計并降低了成本。同時，具備重新時鐘的串行直通功能，還帶有電纜驅動器，能有效保證信號的傳輸質量。另外，它們擁有掉電模式，支持3.3V SMBus配置接口，采用小型48引腳WQFN封裝，工作溫度范圍為 - 40°C至 + 85°C，適用于各種工業(yè)環(huán)境。

應用場景

這些解串器廣泛應用于各類SDI接口設備，如視頻攝像機、DVR、視頻切換器和視頻編輯系統(tǒng)等。在這些設備中，它們能準確地對輸入的視頻信號進行解碼和處理，為后續(xù)的視頻處理和顯示提供穩(wěn)定的數(shù)據(jù)。

關鍵規(guī)格

輸出符合SMPTE 259M - C、SMPTE 292M、SMPTE 424M和DVB - ASI標準。典型功耗在環(huán)路直通禁用、3G數(shù)據(jù)速率時為590mW，最小輸入抖動容限為0.6 UI。

電氣特性

電源電流與功耗

不同數(shù)據(jù)速率和環(huán)路直通狀態(tài)下，2.5V和3.3V電源電流有所不同。例如，在2.97Gbps環(huán)路直通關閉時，LMH0341、LMH0041、LMH0071的2.5V電源電流典型值為67mA；環(huán)路直通開啟時，典型值為99mA。功耗方面，2.97Gbps環(huán)路直通啟用時，功耗典型值為617mW。

輸入輸出特性

輸入方面，差分輸入電壓范圍為230 - 2200mV，輸入電流在0V < VIN < 2.4V時為 - 350 - 50μA，輸入終端電阻為84 - 116Ω。輸出方面，LVDS差分輸出電壓為230 - 310mV，輸出短路電流在VOUT = 0V、RL = 100Ω時為 - 50mA。

開關特性

LVDS的高低電平轉換時間典型值為300ps，接收器輸出時鐘周期與數(shù)據(jù)速率有關，輸出抖動峰 - 峰值在70 - 125ps之間。

功能描述

設備操作

解串器與FPGA配合使用，輸入數(shù)據(jù)通常符合DVB ASI、SMPTE 259M - C、SMPTE 292M或SMPTE 424M標準，通過TI提供的IP進行解碼。

電源供應

需要連接2.5V和3.3V電源引腳，并進行適當?shù)呐月诽幚?。旁?a href="http://m.sdkjxy.cn/tags/電容/" target="_blank">電容至少為4.7μF和0.1μF并聯(lián)，每個電源引腳都要有0.1μF電容。VDDPLL引腳需要連接一個22μF電容到3.3V電源軌。

上電與復位

3.3V電源應先于2.5V電源上電，設備有上電復位序列。復位方式有自動復位、復位引腳復位和軟件復位三種。

LVDS輸出

LVDS輸出兼容ANSI/TIA/EIA - 644標準，建議PCB走線長度不超過25cm，以減少信號衰減和通道偏移。

DVB - ASI模式

當DVB - ASI引腳置高時，啟用該模式，內部8b10b解碼器需要接收連續(xù)的K28.5字符來初始化和幀化數(shù)據(jù)。

SDI輸入輸出接口

輸入通過多路復用器選擇，多數(shù)SDI接口需要均衡器。輸出采用電流模式設計，需要連接75Ω電阻到2.5V電源軌，以滿足SMPTE標準的輸出回波損耗要求。

SMBus接口

配置總線符合SMBus 2.0規(guī)范，不支持可選的ARP功能，I/O軌為3.3V，不支持5V。通過SMBus可以方便地對設備進行配置和控制，如讀寫寄存器等操作。

GPIO引腳

解串器有三個GPIO引腳，可配置為直接訪問某些寄存器值。例如，可用于監(jiān)控輸入信號狀態(tài)、提供時鐘信號等。通過對相關寄存器的配置，可以靈活地使用這些引腳。

設計建議

PCB布局

在PCB布局時，要遵循均衡器數(shù)據(jù)手冊的建議，將解串器放置在均衡器和FPGA之間。如果使用環(huán)路直通輸出，解串器應靠近輸出BNC連接器，均衡器靠近輸入BNC連接器。同時，要注意控制走線長度和阻抗匹配，減少信號干擾和衰減。

設計注意事項

盡量為每個電源分配一個完整的層，使用表面貼裝元件，將旁路電容靠近電源引腳。避免接地環(huán)路和接地平面的不連續(xù)性，確保差分走線長度匹配。

總結

德州儀器的LMH0041、LMH0051、LMH0071和LMH0341 SDI解串器在數(shù)字視頻信號處理方面表現(xiàn)出色。它們的豐富特性和廣泛應用場景，為工程師們提供了強大的設計工具。在實際設計過程中，我們需要充分了解其電氣特性和功能，遵循合理的設計建議，才能發(fā)揮出這些解串器的最佳性能。大家在使用過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)交流分享。