TDP1204电平转换器混合转接驱动器技术解析
Texas Instruments TDP1204 DC/AC耦合至HDMI? 2.1电平转换混合转接驱动器提供高达12Gbps的数据速率，向后兼容HDMI 1.4b和HDMI 2.0b。该多功能转接驱动器提供高速差分输入和输出，可以是交流耦合或直流耦合，从而支持将TDP1204用作DP++转HDMI电平转换器或HDMI转接驱动器。TDP1204在3、6、8、10以及12Gbps下提供3和4通道HDMI 2.1 FRL。
数据手册；*附件：Texas Instruments TDP1204电平转换器混合转接驱动器数据手册.pdf
TI TDP1204电平转换器混合转接驱动器支持拉电流和灌电流应用，可在线性或有限转接驱动器功能下工作。配置为限幅转接驱动器时，该器件的差分输出电压电平独立于图形处理单元 (GPU) 的输出电平，从而确保插座的HDMI电平符合要求。TDP1204集成电平转换器后，无需分立式解决方案，因此节省了系统成本。
TDP1204支持3.3V VCC单电源轨，可用于商业级温度范围 (TDP1204) 和工业级温度范围 (TDP1204)。
特性
- 支持高达12Gbps HDMI 2.1数据速率的交流耦合或直流耦合输入和输出
- 向后兼容HDMI 1.4b和HDMI 2.0b
- HDMI 2.1固定速率链路 (FRL) ：3、6、8、10和12Gbps
- 支持HDMI 2.1三通道和四通道FRL
- 优化用于HDMI源应用
- 6GHz时高达12dB的可编程接收器均衡器
- I^2^C或引脚搭接可编程
- 集成的HPD电平转换器同时支持1.8V和3.3V LVCMOS电平
- 集成的DDC缓冲器支持最低1.2V电平
- 主通道上全通道交换
- 用于链路配置的数字显示控制 (DDC) 监控功能
- 低功耗：
- 575mW 12G FRL四通道有源受限
- 220mW 12G FRL四通道有源线性
- 断电功耗：0.6mW
- 可用于商业级和工业级温度范围
- 3.3V单电源
- 40引脚、0.4mm间距、4mm × 6mm WQFN封装
简化示意图
框图
TDP1204电平转换器混合转接驱动器技术解析
一、产品概述
TDP1204是德州仪器(Texas Instruments)推出的一款高性能12Gbps HDMI 2.1电平转换混合转接驱动器芯片，支持从DC/AC耦合到HDMI? 2.1的信号转换。该器件向后兼容HDMI 1.4b和HDMI 2.0b标准，专为需要高带宽视频传输的应用场景设计。
?关键特性?：
- 支持HDMI 2.1固定速率链路(FRL)的3/6/8/10/12Gbps数据速率
- 可编程接收器均衡器(最高12dB@6GHz)
- 集成HPD电平转换器(支持1.8V和3.3V LVCMOS电平)
- 集成DDC缓冲器(支持低至1.2V电平)
- 全通道交换功能
- 低功耗设计：12G FRL四通道活动时功耗仅575mW(限幅模式)/220mW(线性模式)
二、核心技术与架构
1. 混合转接驱动技术
TDP1204采用创新的混合转接驱动架构，可配置为限幅模式或线性模式：
- ?限幅模式?：输出电平独立于GPU输出电平，确保HDMI合规电平(推荐HDMI源端应用)
- ?线性模式?：输出电平与GPU输出呈线性关系，实现链路训练透明化(推荐HDMI接收端应用)
2. 自适应均衡技术
器件支持先进的AEQ(自适应均衡)功能：
- 仅在HDMI 2.1 FRL模式下工作
- 在链路训练期间自动调整接收均衡参数
- 支持TXFFE0-3级别的动态调整
- 典型适应完成时间：3Gbps时≤0.7ms，6-12Gbps时≤0.5ms
3. 集成电平转换
TDP1204集成了完整的电平转换解决方案：
- HPD信号：5V至1.8V/3.3V电平转换
- DDC信号：5V至3.3V/1.8V/1.2V电平转换
- 支持推挽和开漏输出配置
三、应用设计要点
1. 典型应用电路
?源端应用设计?：
?接收端应用设计?：
2. 布局建议
- 采用4层PCB最小叠层设计
- 高速信号走在顶层，邻近完整地平面
- 差分对间距≥5倍线宽(时钟对建议8-10倍)
- 热焊盘必须焊接至PCB以优化散热
3. 电源设计
- 单3.3V供电(3.0V至3.6V范围)
- 每个VCC引脚配置0.1μF去耦电容
- 建议增加10μF大容量电容
四、性能参数详解
1. 电气特性
| 参数 | 条件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 单位 |
|---|---|---|---|---|---|
| 供电电压 | AC耦合DP++输入 | 3.0 | 3.3 | 3.6 | V |
| 功耗 | 12G FRL四通道活动 | - | 575(限幅) 220(线性) | - | mW |
| 输入灵敏度 | 差分眼图高度 | 75 | - | - | mVpp |
| 传输延迟 | - | - | 90 | 220 | ps |
2. 均衡器性能
| 均衡设置 | 3Gbps CTLE增益(dB) | 6Gbps CTLE增益(dB) | 12Gbps CTLE增益(dB) |
|---|---|---|---|
| EQ0 | 1.0 | 0.6 | 0.8 |
| EQ8 | 9.0 | 7.5 | 6.5 |
| EQ15 | 12.3 | 11.8 | 11.6 |
五、应用场景
TDP1204特别适合以下应用：
- ?高性能视频系统?：8K电视、专业监视器
- ?游戏设备?：PS5/Xbox Series X外围设备
- ?计算机系统?：笔记本/台式机显卡输出
- ?专业AV系统?：广播级视频设备
- ?扩展坞设计?：USB-C/Thunderbolt扩展坞
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