TDP2004：四通道线性转接驱动器的卓越之选

在当今高速数据传输的时代，电子设备对于信号传输的质量和稳定性要求越来越高。TDP2004 作为一款四通道低功耗高性能线性中继器或转接驱动器，为 DisplayPort 2.1 和 HDMI 2.1 等高速接口提供了出色的解决方案。本文将深入介绍 TDP2004 的特性、应用、规格以及详细说明，帮助电子工程师更好地了解和应用这款器件。

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一、TDP2004 的特性亮点

高速接口支持

TDP2004 支持高达 20Gbps 的 DisplayPort 2.1 - RBR、HBRx、UHBRx，以及高达 12Gbps 的交流耦合 HDMI 2.1 源，能够满足大多数高速视频传输的需求。这种广泛的接口支持使得它在多种设备中都能发挥重要作用。

出色的电气性能

在 20Gbps（10GHz 奈奎斯特）时，TDP2004 具有出色的电气性能。它具备 19dB 均衡能力，能够有效补偿信号在传输过程中的损耗；1.8V 直流线性度和 1.08V 交流线性度保证了信号的准确性；-15/-16dB Rx/Tx 回波损耗、-60dB NEXT 和 -43dB FEXT 串扰则减少了信号的反射和干扰；70fs 低附加 RJ（使用 PRBS 数据）确保了低抖动，提高了信号的稳定性。

灵活的配置方式

该器件可以通过引脚 strap 配置、I2C 或 EEPROM 编程进行配置，提供了 18 个 EQ 增强和 5 个平坦增益设置，能够根据不同的应用场景进行灵活调整。同时，它对 DisplayPort 1.4 和 HDMI 2.1 链路训练透明，不会影响链路的正常训练过程。

低功耗与高稳定性

TDP2004 采用 3.3V 单电源，具有 160mW/通道的有效功耗，实现了低功耗运行。内部稳压器具有抗电源噪声能力，数据路径使用内部稳压电源轨，可高度抵抗板上的各种电源噪声，保证了器件在复杂电磁环境下的稳定性。

宽温度范围与小封装

TDP2004 有商业级（0°C 至 70°C）和工业级（-40°C 至 85°C）两种温度范围可供选择，适用于不同的工作环境。其采用 4mm × 6mm、40 引脚 WQFN 封装，体积小巧，便于在电路板上布局。

二、TDP2004 的广泛应用

计算机与移动设备

在台式计算机、PC、笔记本电脑和平板电脑中，TDP2004 可用于扩展坞，实现高速视频信号的转接和增强，提高显示质量。它还能在主板上对视频信号进行处理，确保信号在传输过程中的完整性。

消费电子领域

在电视、游戏、家庭影院和娱乐系统中，TDP2004 可用于增强 DisplayPort 或 HDMI 主链路信号，增大信号的传输距离和稳定性。在专业音频、视频和标牌设备中，也能发挥重要作用，保证高质量的音视频传输。

测试与测量及医疗领域

在测试和测量设备中，TDP2004 可用于信号调节和增强，提高测试的准确性。在医疗设备中，如平板监视器，它能确保清晰、稳定的图像显示，为医疗诊断提供可靠支持。

三、TDP2004 的规格参数

绝对最大额定值

TDP2004 对电源电压、I/O 电压、结温等都有明确的绝对最大额定值限制。例如，电源电压（VCC）的范围是 -0.5V 至 4.0V，超出这些限制可能会对器件造成永久损坏。工程师在设计时必须严格遵守这些参数，以确保器件的安全运行。

ESD 等级

该器件的人体放电模型（HBM）符合 ANSI/ESDA/JEDEC JS - 001 标准，为 ±2000V；充电器件模型（CDM）符合 ANSI/ESDA/JEDEC JS - 002 标准，为 ±500V。这表明它具有一定的静电防护能力，但在使用过程中仍需注意静电放电的影响。

建议运行条件

建议运行条件包括电源电压、电源噪声容限、工作环境温度等。例如，电源电压 VCC 应在 3.0V 至 3.6V 之间，不同频率段的电源噪声也有相应的限制。工作环境温度方面，商业级为 0°C 至 70°C，工业级为 -40°C 至 85°C。遵循这些建议运行条件，能够保证器件的性能和可靠性。

热性能信息

热性能信息包括结至环境热阻、结至外壳热阻等参数。了解这些参数有助于工程师进行合理的散热设计，确保器件在工作过程中不会因过热而影响性能。

电气特性

TDP2004 的电气特性涵盖了直流电气特性和高速电气特性。直流电气特性包括器件有功功率、待机功耗、输入输出电压等；高速电气特性包括输入输出差分回波损耗、线对间隔离、通道间串扰等。这些特性直接影响着器件在高速信号传输中的表现。

SMBUS/I2C 计时特点

SMBUS/I2C 计时特点规定了从模式和主模式下的各种时钟周期、建立时间、保持时间等参数。在使用 I2C 或 SMBus 接口对器件进行配置时，必须严格按照这些计时特点进行操作，以确保通信的正常进行。

四、TDP2004 的详细说明

概述

TDP2004 是一款具有集成信号调节功能的四通道多速率线性中继器。每条通道包含一个连续时间线性均衡器（CTLE）和一个线性输出驱动器，能够补偿源发送器和最终接收器之间的有损传输通道。它可以通过引脚模式、SMBus/I2C 主模式和 SMBus/I2C 从模式三种方式进行配置，满足不同用户的需求。

线性均衡

接收器的连续时间线性均衡器（CTLE）运用高频增强和低频衰减功能，帮助均衡无源通道的频率制约型插入损耗。它实现了两级线性均衡器，提供广泛的均衡能力，并且在 SMBus/I2C 模式下具有 EQ 曲线控制功能，可使 EQ 增益曲线与各种通道媒体特征相匹配。在引脚模式下，设置针对 FR4 布线进行了优化。

平坦增益

在引脚模式下，GAIN 引脚可用于设置 TDP2004 的整体数据路径平坦增益（直流和交流）；在 I2C 模式下，每个通道都可以独立设置。设置平坦增益和均衡时，需要确保直流和高频下的输出信号摆幅不超过器件的直流和交流线性范围。

器件功能模式

TDP2004 有工作模式和待机模式。工作模式下，它可对视频主链路信号进行转接驱动和均衡，提供更好的信号完整性；待机模式由 PD = H 调用，可节省电力。

编程方式

引脚模式

通过 strap 配置引脚进行全面配置，使用 2 电平和 5 电平引脚实现器件控制和信号完整性优化设置。其中，5 电平输入引脚使用电阻分压器设置 5 个有效电平，除 MODE 引脚外，其他 5 电平引脚仅在上电时进行采样。

SMBus/I2C 寄存器控制接口

当 MODE = L2（SMBus/I2C 从控制模式）时，可通过标准 I2C 或 SMBus 接口对 TDP2004 进行配置。从地址由 ADDR1 和 ADDR0 引脚上的引脚 strap 设置决定，器件具有共享寄存器和通道寄存器两类寄存器，可实现不同的配置功能。

SMBus/I2C 主模式配置（EEPROM 自加载）

将 MODE 引脚设置为 L1 可进入此模式。EEPROM 加载操作仅在器件首次上电后发生一次。TDP2004 成为 SMBus 主设备后，会尝试通过读取外部 EEPROM 中的器件设置进行自配置。在设计使用外部 EEPROM 时，需要遵循特定的指南，如选择合适的 EEPROM 大小、设置正确的地址和频率等。

五、TDP2004 的应用和实施要点

应用信息

TDP2004 可扩展因 PCB 和电缆等传输介质损耗而受损的差分通道的覆盖范围，在多种系统中都有应用。在设计过程中，需要考虑匹配差分线对单端线段的 P 和 N 布线长度、使用一致的布线宽度和间距、合理放置交流耦合电容器等因素，以确保总体性能。

典型应用

在 DP 2.1 和 HDMI 2.1 主链路信号调节应用中，TDP2004 可用于视频源/接收系统，增强主链路信号，增大源和接收通道的覆盖范围。在设计时，要注意差分线对的匹配、交流耦合电容器的选择和放置、连接器的选择和处理等。通过消除数据速率高达 20Gbps 时的 ISI 确定性抖动，它有助于通过合规性测试。

电源相关建议

设计电源时，应使电源符合建议运行条件，无需进行特殊的电源滤波，仅需进行标准的电源去耦。典型的电源去耦包括每个 VCC 引脚一个 0.1μF 电容器、每个器件一个 1.0μF 大容量电容器，以及每个电源总线一个 10μF 大容量电容器。

布局要点

在布局时，要将去耦电容器尽可能靠近 VCC 引脚放置；确保高速差分信号紧密耦合、实现偏差匹配并通过阻抗控制；尽量避免在高速差分信号上使用过孔，必须使用时要减少过孔残桩；可在高速差分信号焊盘下方使用 GND 消除来提高信号完整性；放置 GND 过孔提升器件与电路板之间的导热性能。

TDP2004 以其出色的特性、广泛的应用和详细的设计指导，为电子工程师在高速视频信号传输领域提供了一个可靠的解决方案。在实际应用中，工程师们需要根据具体需求，合理配置和使用该器件，同时注意电源设计和布局等方面的要点，以充分发挥其性能优势。大家在使用 TDP2004 的过程中，有没有遇到过什么独特的问题或者解决方案呢？欢迎在评论区分享交流。