德州仪器SDI解串器LMH0041、LMH0051、LMH0071、LMH0341详解

在数字视频信号处理领域，德州仪器（TI）的LMH0041、LMH0051、LMH0071和LMH0341 SDI解串器是非常实用的器件。它们支持3Gbps、HD、SD和DVB - ASI标准，为视频应用提供了强大的功能。今天，我们就来详细探讨这些解串器的特性、应用、电气参数以及设计要点。

文件下载：lmh0341.pdf

特性与应用

特性亮点

这些解串器具有诸多出色的特性。首先，它们采用5位LVDS接口，无需外部VCO或时钟，这简化了设计并降低了成本。同时，具备重新时钟的串行直通功能，还带有电缆驱动器，能有效保证信号的传输质量。另外，它们拥有掉电模式，支持3.3V SMBus配置接口，采用小型48引脚WQFN封装，工作温度范围为 - 40°C至 + 85°C，适用于各种工业环境。

应用场景

这些解串器广泛应用于各类SDI接口设备，如视频摄像机、DVR、视频切换器和视频编辑系统等。在这些设备中，它们能准确地对输入的视频信号进行解码和处理，为后续的视频处理和显示提供稳定的数据。

关键规格

输出符合SMPTE 259M - C、SMPTE 292M、SMPTE 424M和DVB - ASI标准。典型功耗在环路直通禁用、3G数据速率时为590mW，最小输入抖动容限为0.6 UI。

电气特性

电源电流与功耗

不同数据速率和环路直通状态下，2.5V和3.3V电源电流有所不同。例如，在2.97Gbps环路直通关闭时，LMH0341、LMH0041、LMH0071的2.5V电源电流典型值为67mA；环路直通开启时，典型值为99mA。功耗方面，2.97Gbps环路直通启用时，功耗典型值为617mW。

输入输出特性

输入方面，差分输入电压范围为230 - 2200mV，输入电流在0V < VIN < 2.4V时为 - 350 - 50µA，输入终端电阻为84 - 116Ω。输出方面，LVDS差分输出电压为230 - 310mV，输出短路电流在VOUT = 0V、RL = 100Ω时为 - 50mA。

开关特性

LVDS的高低电平转换时间典型值为300ps，接收器输出时钟周期与数据速率有关，输出抖动峰 - 峰值在70 - 125ps之间。

功能描述

设备操作

解串器与FPGA配合使用，输入数据通常符合DVB ASI、SMPTE 259M - C、SMPTE 292M或SMPTE 424M标准，通过TI提供的IP进行解码。

电源供应

需要连接2.5V和3.3V电源引脚，并进行适当的旁路处理。旁路电容至少为4.7μF和0.1μF并联，每个电源引脚都要有0.1μF电容。VDDPLL引脚需要连接一个22μF电容到3.3V电源轨。

上电与复位

3.3V电源应先于2.5V电源上电，设备有上电复位序列。复位方式有自动复位、复位引脚复位和软件复位三种。

LVDS输出

LVDS输出兼容ANSI/TIA/EIA - 644标准，建议PCB走线长度不超过25cm，以减少信号衰减和通道偏移。

DVB - ASI模式

当DVB - ASI引脚置高时，启用该模式，内部8b10b解码器需要接收连续的K28.5字符来初始化和帧化数据。

SDI输入输出接口

输入通过多路复用器选择，多数SDI接口需要均衡器。输出采用电流模式设计，需要连接75Ω电阻到2.5V电源轨，以满足SMPTE标准的输出回波损耗要求。

SMBus接口

配置总线符合SMBus 2.0规范，不支持可选的ARP功能，I/O轨为3.3V，不支持5V。通过SMBus可以方便地对设备进行配置和控制，如读写寄存器等操作。

GPIO引脚

解串器有三个GPIO引脚，可配置为直接访问某些寄存器值。例如，可用于监控输入信号状态、提供时钟信号等。通过对相关寄存器的配置，可以灵活地使用这些引脚。

设计建议

PCB布局

在PCB布局时，要遵循均衡器数据手册的建议，将解串器放置在均衡器和FPGA之间。如果使用环路直通输出，解串器应靠近输出BNC连接器，均衡器靠近输入BNC连接器。同时，要注意控制走线长度和阻抗匹配，减少信号干扰和衰减。

设计注意事项

尽量为每个电源分配一个完整的层，使用表面贴装元件，将旁路电容靠近电源引脚。避免接地环路和接地平面的不连续性，确保差分走线长度匹配。

总结

德州仪器的LMH0041、LMH0051、LMH0071和LMH0341 SDI解串器在数字视频信号处理方面表现出色。它们的丰富特性和广泛应用场景，为工程师们提供了强大的设计工具。在实际设计过程中，我们需要充分了解其电气特性和功能，遵循合理的设计建议，才能发挥出这些解串器的最佳性能。大家在使用过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区交流分享。