Diodes推出的3.3V四通道混合驅(qū)動(dòng)器能夠確保HDMI2.1信號(hào)完整性從而實(shí)現(xiàn)高分辨率視頻傳輸
DiodesIncorporated百利通亞陶晶振作為全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體解決方案提供商,憑借在高速信號(hào)處理領(lǐng)域近30年的技術(shù)積累,從早期的USB3.0信號(hào)中繼器,到后來(lái)的DisplayPort信號(hào)優(yōu)化芯片,始終聚焦"解決高速信號(hào)傳輸痛點(diǎn)",敏銳地捕捉到HDMI2.1生態(tài)中的這一關(guān)鍵需求.經(jīng)過兩年多的研發(fā)與測(cè)試,公司推出了兩款針對(duì)性的3.3V四通道混合轉(zhuǎn)接驅(qū)動(dòng)器,PI3HDX12311和PI3HDX6311.這兩款產(chǎn)品并非簡(jiǎn)單的"信號(hào)放大器",而是集成了信號(hào)補(bǔ)償,模式切換,故障保護(hù)等多重功能的"智能信號(hào)管家",專為提升HDMI應(yīng)用中的信號(hào)完整性而生,同時(shí)通過高度集成化設(shè)計(jì),將原本需要3-4顆分立芯片實(shí)現(xiàn)的功能濃縮于單顆器件中,大幅簡(jiǎn)化了下游廠商的系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程,降低了PCB板面積占用與物料成本,一經(jīng)推出便在消費(fèi)電子,顯示設(shè)備等領(lǐng)域獲得多家頭部廠商的青睞.PI3HDX12311作為面向高端市場(chǎng)的旗艦型號(hào),性能表現(xiàn)尤為突出.它能夠完美支持HDMI2.1標(biāo)準(zhǔn)中的固定速率鏈路(FRL)技術(shù),單通道最高傳輸速率可達(dá)12Gbps,四通道聚合帶寬恰好匹配HDMI2.1的48Gbps上限,這意味著它能毫無(wú)壓力地傳輸8K@60fps超高清攝像頭晶振,要知道,8K視頻每幀畫面的像素?cái)?shù)量高達(dá)3300萬(wàn),是4K視頻的4倍,對(duì)傳輸帶寬的需求呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng),而PI3HDX12311的帶寬能力恰好為其提供了充足保障.同時(shí),為兼顧存量設(shè)備市場(chǎng),該器件還向下兼容高達(dá)6Gbps的過渡最小化差分信號(hào)(TMDS)技術(shù),可適配HDMI2.0及以下版本的設(shè)備,避免用戶因升級(jí)硬件而淘汰舊設(shè)備.另一款型號(hào)PI3HDX6311則聚焦于中端市場(chǎng),專為HDMI2.0應(yīng)用場(chǎng)景量身定制,同樣支持6Gbps的TMDS速率,能夠穩(wěn)定傳輸4K@60fps視頻,且在成本控制上更具優(yōu)勢(shì),為追求性價(jià)比的廠商提供了理想選擇.值得一提的是,這兩款器件均支持DisplayPort™雙模(DP++)V1.1電平轉(zhuǎn)換功能,這意味著它們不僅能處理HDMI信號(hào),還能將DisplayPort信號(hào)轉(zhuǎn)換為HDMI信號(hào),適配筆記本電腦(多配備DP接口)與電視(多配備HDMI接口)的跨標(biāo)準(zhǔn)連接需求,進(jìn)一步拓展了產(chǎn)品的應(yīng)用邊界.
在實(shí)際的高清視頻傳輸鏈路中,信號(hào)的"旅程"往往面臨多重挑戰(zhàn).以家庭娛樂場(chǎng)景為例,信號(hào)從電腦GPU(源端)輸出后,需經(jīng)過1.5米長(zhǎng)的HDMI線連接到電視(接收端),在這個(gè)過程中,傳輸線的導(dǎo)體電阻會(huì)導(dǎo)致信號(hào)幅度下降約15%,分布電容會(huì)讓信號(hào)上升沿從0.1ns延遲至0.3ns,而電視內(nèi)部PCB板上的其他電路(如電源模塊,射頻遙測(cè)系統(tǒng)模塊)還會(huì)產(chǎn)生高頻噪聲,對(duì)信號(hào)造成干擾.此時(shí),PI3HDX12311的作用便凸顯出來(lái):它通常被集成在HDMI線的接頭處(即有源電纜)或電視的信號(hào)接收端,當(dāng)信號(hào)進(jìn)入器件后,其內(nèi)置的"自適應(yīng)均衡器"會(huì)首先對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析,通過檢測(cè)信號(hào)的衰減程度與失真類型,自動(dòng)調(diào)整均衡參數(shù),比如增強(qiáng)高頻信號(hào)成分以補(bǔ)償傳輸線的高頻損耗,修正信號(hào)的相位偏差以消除色散影響,隨后,"信號(hào)放大器"會(huì)在不引入額外噪聲的前提下,將衰減的信號(hào)幅度恢復(fù)至標(biāo)準(zhǔn)水平,最后,"噪聲濾波器"會(huì)過濾掉外部干擾產(chǎn)生的雜波,確保信號(hào)純凈度.整個(gè)過程的響應(yīng)時(shí)間低于10ns,完全不會(huì)對(duì)視頻傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性造成影響,就如同在源端和接收端之間搭建起一座"信號(hào)凈化通道",確保信號(hào)以最佳質(zhì)量到達(dá)接收端,有效解決了HDMI2.1信號(hào)傳輸中的完整性問題.我們可以通過一個(gè)具體案例更直觀地感受其效果:某用戶使用支持HDMI2.1的電腦與8K電視,通過普通HDMI線播放8K超高清電影,在未使用PI3HDX12311時(shí),電視畫面每隔30秒便會(huì)出現(xiàn)一次短暫卡頓,畫面邊緣存在明顯的模糊拖影,暗部場(chǎng)景的色彩細(xì)節(jié)丟失嚴(yán)重(如黑色背景中的灰色紋理難以分辨)；而在HDMI線中集成PI3HDX12311后,卡頓現(xiàn)象完全消失,畫面邊緣恢復(fù)銳利,暗部細(xì)節(jié)清晰可見,甚至能看清演員服裝上的細(xì)微紋理,這背后正是PI3HDX12311的信號(hào)補(bǔ)償功能在發(fā)揮作用,它將傳輸過程中的信號(hào)損耗降至5%以下,讓電視能夠準(zhǔn)確解碼每一個(gè)像素?cái)?shù)據(jù),最終呈現(xiàn)出原汁原味的超高清畫面.
這兩款轉(zhuǎn)接驅(qū)動(dòng)器在工作模式上的靈活性,更是其區(qū)別于傳統(tǒng)器件的核心優(yōu)勢(shì)之一.它們能根據(jù)不同的HDMI版本需求,自動(dòng)切換工作模式,如同"多面手"般適配多樣化場(chǎng)景.在HDMI1.4環(huán)境中(常見于老舊顯示器,機(jī)頂盒應(yīng)用晶振),由于傳輸速率較低(最高10.2Gbps),信號(hào)完整性問題相對(duì)不突出,此時(shí)器件會(huì)切換為"有限轉(zhuǎn)接驅(qū)動(dòng)器"模式,內(nèi)置的預(yù)定義差分輸出擺幅電路會(huì)嚴(yán)格將信號(hào)擺幅控制在0.4V~0.6V的標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi),這一設(shè)計(jì)的目的在于避免信號(hào)幅度過大導(dǎo)致的功耗浪費(fèi),同時(shí)確保輸出到HDMI插座的信號(hào)完全符合HDMI1.4規(guī)范,與老舊設(shè)備實(shí)現(xiàn)無(wú)縫兼容,維持整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行.

在封裝設(shè)計(jì)上,PI3HDX12311和PI3HDX6311采用了DiodesIncorporated自主研發(fā)的32引腳X1QFN2845封裝形式,這一封裝方案在"小型化"與"性能"之間實(shí)現(xiàn)了完美平衡.從尺寸上看,該封裝的長(zhǎng)度僅為4.5mm,寬度為2.85mm,高度為0.85mm,整體體積不足11mm³,僅相當(dāng)于傳統(tǒng)SOIC封裝的1/3,這一優(yōu)勢(shì)對(duì)于筆記本電腦,游戲主機(jī)等內(nèi)部空間緊張的設(shè)備而言至關(guān)重要,工程師可以在有限的PCB板面積上集成更多功能模塊.從電氣性能來(lái)看,QFN封裝采用無(wú)引腳設(shè)計(jì),引腳直接與PCB板焊接,減小了寄生電感與寄生電容,相比傳統(tǒng)DIP封裝,信號(hào)傳輸延遲降低約20%,進(jìn)一步提升了信號(hào)完整性.同時(shí),封裝底部設(shè)有裸露的散熱焊盤,散熱面積達(dá)1.2mm²,可將器件工作時(shí)產(chǎn)生的熱量快速傳導(dǎo)至PCB板,即使在滿負(fù)荷工作(48Gbps傳輸)時(shí),器件溫度也僅比環(huán)境溫度高15℃,避免了因高溫導(dǎo)致的性能衰減或壽命縮短.在環(huán)境適應(yīng)性方面,兩款器件均通過了嚴(yán)格的可靠性測(cè)試,能夠在-40°C至+70°C的寬溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定工作,這一溫度范圍完全覆蓋了消費(fèi)電子設(shè)備的實(shí)際使用場(chǎng)景,無(wú)論是在寒冷地區(qū)冬季的室內(nèi)(溫度低至-10°C),還是在炎熱地區(qū)夏季的客廳(溫度高達(dá)40°C),器件都能保持正常性能.此外,器件的典型功耗僅為726mW,即使在長(zhǎng)時(shí)間滿負(fù)荷工作時(shí),也不會(huì)產(chǎn)生過多熱量,無(wú)需額外設(shè)計(jì)散熱片,進(jìn)一步簡(jiǎn)化了系統(tǒng)設(shè)計(jì).
Diodes推出的3.3V四通道混合驅(qū)動(dòng)器能夠確保HDMI2.1信號(hào)完整性從而實(shí)現(xiàn)高分辨率視頻傳輸