高速差分接收器/均衡器AD8128的設(shè)計(jì)與應(yīng)用解析

在電子設(shè)備的信號(hào)傳輸中，如何高效且準(zhǔn)確地補(bǔ)償傳輸損耗一直是工程師們關(guān)注的重點(diǎn)。今天，我們就來深入探討一款在這方面表現(xiàn)出色的產(chǎn)品——AD8128，它是一款高速差分接收器/均衡器，能有效補(bǔ)償非屏蔽雙絞線（UTP）CAT - 5電纜的傳輸損耗。

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一、AD8128的特性亮點(diǎn)

1. 強(qiáng)大的補(bǔ)償能力

AD8128經(jīng)過精心調(diào)校，可補(bǔ)償CAT - 5電纜的損耗，在120 MHz頻率下能實(shí)現(xiàn)長達(dá)100米的傳輸。它通過將各種與頻率相關(guān)的增益級(jí)相加，盡可能逼近CAT - 5/CAT - 5e電纜的反向頻率響應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)對電纜損耗的有效補(bǔ)償。

2. 靈活的頻率響應(yīng)調(diào)整

具備兩個(gè)電壓控制頻率響應(yīng)調(diào)整引腳，可分別進(jìn)行高頻峰值調(diào)整和寬帶增益調(diào)整。其中，VPEAK引腳控制高頻峰值的大小，其電壓與均衡電纜長度成正比；VGAIN引腳可將寬帶增益從0 dB調(diào)整到3 dB，用于補(bǔ)償電纜的電阻性損耗。

3. 低噪聲與低失調(diào)

擁有2700 V/μs的壓擺率和低輸出噪聲，在100米均衡帶寬下，1 GHz的集成噪聲僅為1.5 mV rms。同時(shí)，還具備直流輸出失調(diào)調(diào)整功能，失調(diào)電壓誤差典型值僅為7 mV。

4. 寬輸入范圍與低功耗

輸入支持差分或單端模式，電源電流在±5 V供電時(shí)僅為24 mA。此外，它采用小型8引腳3 mm × 3 mm LFCSP封裝，節(jié)省電路板空間。

二、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛

1. KVM應(yīng)用

在鍵盤 - 視頻 - 鼠標(biāo)（KVM）系統(tǒng)中，AD8128可用于接收RGB視頻信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對UTP電纜傳輸信號(hào)的有效補(bǔ)償。

2. RGB視頻接收

在RGB視頻通過UTP電纜傳輸?shù)?a target="_blank">接收器中，它能確保視頻信號(hào)的高質(zhì)量傳輸，廣泛應(yīng)用于專業(yè)視頻投影和分配、安防視頻等領(lǐng)域。

三、工作原理剖析

1. 頻率響應(yīng)補(bǔ)償

AD8128通過調(diào)整VGAIN和VPEAK兩個(gè)控制引腳的電壓，來改變其頻率響應(yīng)。VGAIN調(diào)整交流寬帶增益，以補(bǔ)償電纜中的直流電阻性損耗；VPEAK調(diào)整高頻峰值，補(bǔ)償電纜趨膚效應(yīng)導(dǎo)致的高頻損耗。

2. 輸入輸出特性

它具有高阻抗差分輸入，可直接從電纜接收直流耦合信號(hào)。輸出為低阻抗，能夠驅(qū)動(dòng)150 Ω負(fù)載電阻和最大20 pF的負(fù)載電容。對于輸出端寄生電容較大的系統(tǒng)，建議在輸出和電容負(fù)載之間放置一個(gè)小的串聯(lián)電阻，以減少脈沖響應(yīng)中的振鈴。

四、關(guān)鍵參數(shù)與性能指標(biāo)

1. 動(dòng)態(tài)性能

在特定測試條件下，其 - 3 dB大信號(hào)帶寬可達(dá)120 MHz，±1 dB均衡帶寬平坦度為70 MHz，上升/下降時(shí)間和建立時(shí)間等指標(biāo)也表現(xiàn)出色。

2. 直流性能

輸入偏置電流、輸出失調(diào)電壓及其漂移等參數(shù)都有明確的規(guī)格，確保了在直流信號(hào)處理方面的穩(wěn)定性。

3. 絕對最大額定值

包括電源電壓、輸入電壓、控制引腳電壓、工作溫度范圍等都有嚴(yán)格的限制，使用時(shí)需確保不超過這些額定值，以避免對器件造成永久性損壞。

五、設(shè)計(jì)與使用注意事項(xiàng)

1. 輸入共模電壓范圍

使用AD8128作為接收器時(shí)，要確保輸入共模（CM）電壓范圍在規(guī)定范圍內(nèi)?？赏ㄟ^降低驅(qū)動(dòng)器端的CM電平或使用具有更寬CM輸入范圍的專用接收器來避免超出范圍。

2. 直流控制引腳調(diào)整

VGAIN和VPEAK引腳的電壓與要均衡的電纜長度線性相關(guān)，可通過簡單公式近似計(jì)算所需值，但為了達(dá)到最佳性能，可能需要微調(diào)這些值。

3. 級(jí)聯(lián)應(yīng)用

當(dāng)需要均衡超過100米的距離時(shí)，可將兩個(gè)AD8128器件級(jí)聯(lián)使用。不過，級(jí)聯(lián)會(huì)使一些關(guān)鍵視頻指標(biāo)略有下降，如上升時(shí)間和建立時(shí)間增加，3 dB帶寬略有減小，同時(shí)集成噪聲也會(huì)增加。

4. 布局與電源去耦

設(shè)計(jì)時(shí)要遵循標(biāo)準(zhǔn)的高速PCB布局原則，建議使用實(shí)心接地平面，并在電源引腳和控制引腳附近放置良好的寬帶電源去耦網(wǎng)絡(luò)。

六、評估板與訂購信息

1. 評估板

有兩種評估板可供選擇，一種是通用評估板，包含單個(gè)AD8128，可選擇搭配專用接收器；另一種是KVM應(yīng)用特定評估板，包含六個(gè)AD8128器件，可用于對RGB通道進(jìn)行長達(dá)200米的均衡。

2. 訂購信息

提供了多種型號(hào)供選擇，如AD8128ACPZ - R2、AD8128ACPZ - RL、AD8128ACPZ - R7等，溫度范圍均為 - 40°C至 + 85°C，采用8引腳LFCSP封裝。

AD8128以其出色的性能和靈活的應(yīng)用方式，為電子工程師在處理UTP電纜傳輸信號(hào)補(bǔ)償問題上提供了一個(gè)優(yōu)秀的解決方案。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，我們需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求和系統(tǒng)要求，合理選擇和使用這款器件，充分發(fā)揮其優(yōu)勢。大家在使用AD8128的過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。