德州仪器DS15BR400/DS15BR401：高速数据传输的理想选择

在高速数据传输领域，低抖动、高抗噪性和低功耗的设备往往是工程师们的首选。德州仪器（TI）的DS15BR400和DS15BR401就是这样两款出色的四通道LVDS缓冲器/中继器，能够满足高达2 Gbps的数据速率需求。今天，我们就来详细了解一下这两款产品。

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产品概述

DS15BR400/DS15BR401具备DC至2 Gbps的低抖动性能，拥有高抗噪性和低功耗的特点。其高速数据路径和直插式引脚布局，不仅能将内部设备抖动降至最低，还简化了电路板的布局。预加重功能则可有效克服有损背板和电缆带来的ISI抖动影响。

这两款产品的差分输入可与LVDS、Bus LVDS信号（如TI的10位、16位和18位Bus LVDS SerDes）以及CML和LVPECL接口。DS15BR400的差分输入和输出内部均采用100Ω电阻进行端接，有助于提升性能并节省电路板空间；而DS15BR401则没有输入端接电阻。中继器功能对于增强信号以实现通过有损电缆和背板进行长距离传输尤为有用。

它们由单一的3.3V电源供电，典型功耗为578 mW，可在-40°C至+85°C的全工业温度范围内工作，并提供节省空间的WQFN - 32和TQFP - 48封装。

产品特性

高性能数据处理

• 低抖动与高抗噪：能够在DC至2 Gbps的数据速率下保持低抖动，同时具备高抗噪性，确保数据传输的稳定性。
• 预加重功能：提供约6 dB的预加重，可有效减少长距离或有损传输介质带来的ISI抖动。

广泛的兼容性

• 多种输入接口：支持LVDS、CML、LVPECL等多种差分输入信号，方便与各种常见的差分驱动器进行接口。
• LVDS输出：输出信号符合LVDS标准，可与大多数常见的差分接收器进行DC耦合。

其他特性

• ESD保护：LVDS输入和输出具备15 kV的ESD保护，增强了设备的可靠性。
• 电源与温度范围：采用单一3.3V电源供电，可在-40°C至+85°C的工业温度范围内稳定工作。
• 封装选择：提供WQFN - 32和TQFP - 48两种节省空间的封装形式，满足不同的设计需求。

引脚说明

DS15BR400/DS15BR401的引脚功能丰富，涵盖了输入、输出、数字控制和电源等多个方面。以下是一些关键引脚的说明：

• 输入引脚（INn±）：用于接收差分输入信号，每个通道都有对应的正负输入引脚。
• 输出引脚（OUTn±）：输出差分信号，同样每个通道都有对应的正负输出引脚。
• 数字控制接口：
  • PWDN：逻辑低电平激活硬件电源关断模式（所有通道）。
  • PEM：预加重控制输入，影响所有通道。
• 电源引脚：
  • VDD：提供3.3V电源，允许±10%的电压波动。
  • GND：接地引脚，为LVDS和CMOS电路提供接地参考。

电气特性

绝对最大额定值

了解设备的绝对最大额定值对于确保系统的可靠性至关重要。DS15BR400/DS15BR401的绝对最大额定值包括电源电压、输入输出电压、短路电流、结温等多个参数。例如，其电源电压范围为-0.3V至+4.0V，LVDS输出短路电流最大为+40mA，结温最高可达+150°C。

推荐工作条件

在推荐的工作条件下使用设备，可以保证其性能的稳定性。推荐的电源电压范围为3.0V至3.6V，输入输出电压范围为0V至VDD，工作温度范围为-40°C至+85°C。

电气参数

文档中详细列出了各种电气参数，包括LVCMOS直流规格、LVDS输入输出直流规格、开关特性等。例如，LVDS输出的差分输出电压在0%预加重时，典型值为360mV，范围在250mV至500mV之间。

应用信息

内部端接

DS15BR400的输入和输出均集成了端接电阻，输入采用100Ω电阻跨接在差分对上，输出也包含一个100Ω的端接电阻，有助于提高信号完整性并减少外部元件数量。而DS15BR401仅在输出端有100Ω端接电阻。

输出特性

其输出特性针对点对点背板和电缆应用进行了优化，不适合多点或多分支信号传输。

电源关断模式

PWDN输入可激活硬件电源关断模式，此时所有输入输出缓冲器和内部偏置电路将断电。在退出电源关断模式时，需要一定的延迟来开启带隙参考和输入输出缓冲电路。

预加重

预加重功能可显著降低长距离或有损传输介质带来的ISI抖动。通过一个引脚即可选择所有输出的预加重级别（开或关），在750 MHz时预加重提升约为6 dB。

输入故障安全偏置

当源处于三态、断电或移除时，如果下游接收器处于开启和启用状态，应考虑对LVDS链路进行故障安全偏置。可通过在“+”线上使用上拉电阻连接到VDD，在“-”线上使用下拉电阻连接到GND来实现。

去耦

为了确保设备的性能，每个电源或接地引脚都应通过低电感路径连接到PCB。建议使用一个或多个过孔将电源或接地引脚连接到附近的平面，并在VDD引脚附近放置旁路电容。

输入输出接口

DS15BR400和DS15BR401可接受差分信号，支持简单的AC或DC耦合。由于其具有较宽的共模范围，可与所有常见的差分驱动器（如LVPECL、LVDS、CML）进行DC耦合。其输出信号符合LVDS标准，可与大多数常见的差分接收器进行DC耦合。

典型性能特性

文档中还给出了一些典型性能特性图，如数据速率与电缆长度的关系等。这些数据对于评估设备在不同应用场景下的性能非常有帮助。

封装与包装信息

DS15BR400/DS15BR401提供WQFN - 32和TQFP - 48两种封装形式，并给出了详细的封装尺寸和引脚布局图。同时，还提供了不同封装的包装信息，包括可订购的零件编号、状态、材料类型、包装数量等。

总的来说，DS15BR400和DS15BR401是两款性能出色的四通道LVDS缓冲器/中继器，适用于电缆扩展、信号重复和缓冲、数字路由器等多种应用场景。在实际设计中，工程师们可以根据具体需求选择合适的产品，并结合其特性和应用信息进行合理的设计。你在使用类似产品时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验。