MAX9248/MAX9250：27位、5MHz - 42MHz直流平衡LVDS解串器的深度解析

在當(dāng)今的電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，視頻傳輸系統(tǒng)的高效性和穩(wěn)定性至關(guān)重要。MAX9248/MAX9250作為一款性能卓越的27位、5MHz - 42MHz直流平衡LVDS解串器，在眾多應(yīng)用場(chǎng)景中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。今天，我們就來深入探究這款解串器的特性、應(yīng)用以及設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

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一、產(chǎn)品概述

MAX9248/MAX9250是數(shù)字視頻串并轉(zhuǎn)換器，在數(shù)據(jù)和控制階段可對(duì)總共27位數(shù)據(jù)進(jìn)行解串。在數(shù)據(jù)階段，LVDS串行輸入轉(zhuǎn)換為18位并行視頻數(shù)據(jù)；在控制階段，輸入轉(zhuǎn)換為9位并行控制數(shù)據(jù)。這種分離的視頻和控制階段利用視頻時(shí)序降低了串行數(shù)據(jù)速率。

它可以與MAX9247串行器配對(duì)，形成完整的數(shù)字視頻傳輸系統(tǒng)。對(duì)于低于35MHz的工作頻率，也能與MAX9217串行器配對(duì)使用。

二、關(guān)鍵特性

（一）降低EMI特性

1. 可編程擴(kuò)頻功能（MAX9248）：MAX9248具備擴(kuò)頻能力，可使輸出數(shù)據(jù)和時(shí)鐘在指定頻率范圍內(nèi)擴(kuò)展，從而降低EMI。數(shù)據(jù)和時(shí)鐘輸出可編程為±4%或±2%的頻譜擴(kuò)展。
2. 專有數(shù)據(jù)解碼：采用專有數(shù)據(jù)解碼技術(shù)，不僅降低了EMI，還提供了直流平衡。直流平衡允許交流耦合，實(shí)現(xiàn)了接口收發(fā)端之間的隔離。
3. 輸出轉(zhuǎn)換時(shí)間調(diào)整：輸出轉(zhuǎn)換時(shí)間與工作頻率成比例調(diào)整，交錯(cuò)輸出切換進(jìn)一步降低了EMI。

（二）其他特性

1. 控制數(shù)據(jù)解串：在視頻消隱期間對(duì)控制數(shù)據(jù)進(jìn)行解串，且五個(gè)控制數(shù)據(jù)輸入具有單比特錯(cuò)誤容錯(cuò)能力。
2. 輸出使能控制（MAX9250）：MAX9250具有輸出使能輸入控制，允許進(jìn)行數(shù)據(jù)總線操作。
3. 時(shí)鐘脈沖展寬：鎖定時(shí)具有時(shí)鐘脈沖展寬功能。
4. 寬參考時(shí)鐘容差：具有±2%的寬參考時(shí)鐘容差，能與MAX9247串行器同步，無需外部控制。
5. ESD保護(hù)：符合ISO 10605和IEC 61000 - 4 - 2 Level 4 ESD保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。
6. 獨(dú)立輸出電源：獨(dú)立的輸出電源允許與1.8V - 3.3V邏輯電平輸入接口。
7. 工作溫度范圍：工作溫度范圍為 - 40°C至 + 85°C或 - 40°C至 + 105°C，適用于多種環(huán)境。

三、電氣特性

（一）絕對(duì)最大額定值

了解器件的絕對(duì)最大額定值對(duì)于確保其安全可靠運(yùn)行至關(guān)重要。例如，VCC到GND的電壓范圍為 - 0.5V至 + 4.0V，各種引腳的電壓和電流都有相應(yīng)的限制。超過這些額定值可能會(huì)對(duì)器件造成永久性損壞。

（二）直流電氣特性

在不同的電源電壓、輸入電壓和溫度條件下，器件的輸入輸出電壓、電流等參數(shù)都有明確的規(guī)定。例如，單端輸入的高電平輸入電壓范圍為2.0V至VCC + 0.3V，低電平輸入電壓范圍為 - 0.3V至 + 0.8V。

（三）交流電氣特性

包括參考時(shí)鐘的時(shí)序要求、開關(guān)特性等。例如，REFCLK的周期和頻率有一定的范圍限制，輸出的上升時(shí)間、下降時(shí)間等也有相應(yīng)的規(guī)定。

四、引腳配置與功能

MAX9248/MAX9250的引腳具有各自的功能，如R/F用于選擇上升或下降鎖存邊沿，RNG[1:0]用于選擇工作頻率范圍，REFCLK為參考時(shí)鐘輸入等。正確理解和使用這些引腳對(duì)于設(shè)計(jì)的成功至關(guān)重要。

五、應(yīng)用設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（一）AC耦合

AC耦合可增加LVDS接收器的輸入電壓至電容器的額定電壓，能有效隔離兩端的電氣連接，還可阻擋低頻接地偏移和共模噪聲。根據(jù)應(yīng)用的并行時(shí)鐘頻率，可參考相關(guān)圖表選擇合適的AC耦合電容值。對(duì)于時(shí)鐘頻率低于18MHz的應(yīng)用，可使用0.1μF的電容器。

（二）終端匹配與輸入偏置

IN + 和IN - LVDS輸入通過42kΩ（最小值）內(nèi)部連接到 + 1.2V，為AC耦合提供偏置。對(duì)于100Ω的互連，LVDS輸入可使用100Ω電阻進(jìn)行終端匹配。在嘈雜環(huán)境中，可使用Thevenin終端，為AC耦合鏈路提供1.2V偏置。

（三）頻率檢測(cè)與范圍設(shè)置

頻率檢測(cè)電路可檢測(cè)LVDS輸入是否切換。RNG[1:0]輸入用于選擇MAX9248/MAX9250的工作頻率范圍和輸出的轉(zhuǎn)換時(shí)間，應(yīng)根據(jù)MAX9247串行器的PCLK_IN頻率進(jìn)行選擇。

（四）電源管理

1. 電源時(shí)序：MAX9247和MAX9248/MAX9250視頻鏈路的電源上電有多種方式，最佳方法是在電源上升和時(shí)鐘穩(wěn)定期間保持兩者都處于掉電狀態(tài)，然后先給MAX9247上電，等待一段時(shí)間后再給MAX9248上電。
2. 電源電路與旁路：芯片內(nèi)有多個(gè)獨(dú)立的電源域，每個(gè)電源引腳都應(yīng)使用高頻、表面貼裝陶瓷0.1μF和0.001μF電容器并聯(lián)旁路，以確保電源的穩(wěn)定性。

（五）ESD保護(hù)

MAX9248/MAX9250具有良好的ESD保護(hù)性能，符合多種ESD標(biāo)準(zhǔn)。在設(shè)計(jì)中，應(yīng)注意遵循相關(guān)的ESD測(cè)試電路和標(biāo)準(zhǔn)，以提高系統(tǒng)的可靠性。

六、總結(jié)

MAX9248/MAX9250解串器憑借其豐富的特性和良好的性能，在導(dǎo)航系統(tǒng)顯示、車載娛樂系統(tǒng)、視頻攝像頭和LCD顯示等應(yīng)用中具有廣泛的應(yīng)用前景。在設(shè)計(jì)過程中，電子工程師需要充分理解其電氣特性、引腳功能和應(yīng)用設(shè)計(jì)要點(diǎn)，以確保系統(tǒng)的高效、穩(wěn)定運(yùn)行。大家在實(shí)際應(yīng)用中是否遇到過類似解串器的相關(guān)問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。