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Diodes推出的3.3V四通道混合驅動器能夠確保HDMI2.1信號完整性從而實現高分辨率視頻傳輸

來源：金洛鑫瀏覽：- 發布日期：2025-09-17 09:23:10【大中小】

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Diodes推出的3.3V四通道混合驅動器能夠確保HDMI2.1信號完整性從而實現高分辨率視頻傳輸
DiodesIncorporated百利通亞陶晶振作為全球領先的半導體解決方案提供商,憑借在高速信號處理領域近30年的技術積累,從早期的USB3.0信號中繼器,到后來的DisplayPort信號優化芯片,始終聚焦"解決高速信號傳輸痛點",敏銳地捕捉到HDMI2.1生態中的這一關鍵需求.經過兩年多的研發與測試,公司推出了兩款針對性的3.3V四通道混合轉接驅動器,PI3HDX12311和PI3HDX6311.這兩款產品并非簡單的"信號放大器",而是集成了信號補償,模式切換,故障保護等多重功能的"智能信號管家",專為提升HDMI應用中的信號完整性而生,同時通過高度集成化設計,將原本需要3-4顆分立芯片實現的功能濃縮于單顆器件中,大幅簡化了下游廠商的系統設計流程,降低了PCB板面積占用與物料成本,一經推出便在消費電子,顯示設備等領域獲得多家頭部廠商的青睞.PI3HDX12311作為面向高端市場的旗艦型號,性能表現尤為突出.它能夠完美支持HDMI2.1標準中的固定速率鏈路(FRL)技術,單通道最高傳輸速率可達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數量高達3300萬,是4K視頻的4倍,對傳輸帶寬的需求呈指數級增長,而PI3HDX12311的帶寬能力恰好為其提供了充足保障.同時,為兼顧存量設備市場,該器件還向下兼容高達6Gbps的過渡最小化差分信號(TMDS)技術,可適配HDMI2.0及以下版本的設備,避免用戶因升級硬件而淘汰舊設備.另一款型號PI3HDX6311則聚焦于中端市場,專為HDMI2.0應用場景量身定制,同樣支持6Gbps的TMDS速率,能夠穩定傳輸4K@60fps視頻,且在成本控制上更具優勢,為追求性價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電平轉換功能,這意味著它們不僅能處理HDMI信號,還能將DisplayPort信號轉換為HDMI信號,適配筆記本電腦(多配備DP接口)與電視(多配備HDMI接口)的跨標準連接需求,進一步拓展了產品的應用邊界.
在實際的高清視頻傳輸鏈路中,信號的"旅程"往往面臨多重挑戰.以家庭娛樂場景為例,信號從電腦GPU(源端)輸出后,需經過1.5米長的HDMI線連接到電視(接收端),在這個過程中,傳輸線的導體電阻會導致信號幅度下降約15%,分布電容會讓信號上升沿從0.1ns延遲至0.3ns,而電視內部PCB板上的其他電路(如電源模塊,射頻遙測系統模塊)還會產生高頻噪聲,對信號造成干擾.此時,PI3HDX12311的作用便凸顯出來:它通常被集成在HDMI線的接頭處(即有源電纜)或電視的信號接收端,當信號進入器件后,其內置的"自適應均衡器"會首先對信號進行分析,通過檢測信號的衰減程度與失真類型,自動調整均衡參數,比如增強高頻信號成分以補償傳輸線的高頻損耗,修正信號的相位偏差以消除色散影響,隨后,"信號放大器"會在不引入額外噪聲的前提下,將衰減的信號幅度恢復至標準水平,最后,"噪聲濾波器"會過濾掉外部干擾產生的雜波,確保信號純凈度.整個過程的響應時間低于10ns,完全不會對視頻傳輸的實時性造成影響,就如同在源端和接收端之間搭建起一座"信號凈化通道",確保信號以最佳質量到達接收端,有效解決了HDMI2.1信號傳輸中的完整性問題.我們可以通過一個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,電視畫面每隔30秒便會出現一次短暫卡頓,畫面邊緣存在明顯的模糊拖影,暗部場景的色彩細節丟失嚴重(如黑色背景中的灰色紋理難以分辨)；而在HDMI線中集成PI3HDX12311后,卡頓現象完全消失,畫面邊緣恢復銳利,暗部細節清晰可見,甚至能看清演員服裝上的細微紋理,這背后正是PI3HDX12311的信號補償功能在發揮作用,它將傳輸過程中的信號損耗降至5%以下,讓電視能夠準確解碼每一個像素數據,最終呈現出原汁原味的超高清畫面.
這兩款轉接驅動器在工作模式上的靈活性,更是其區別于傳統器件的核心優勢之一.它們能根據不同的HDMI版本需求,自動切換工作模式,如同"多面手"般適配多樣化場景.在HDMI1.4環境中(常見于老舊顯示器,機頂盒應用晶振),由于傳輸速率較低(最高10.2Gbps),信號完整性問題相對不突出,此時器件會切換為"有限轉接驅動器"模式,內置的預定義差分輸出擺幅電路會嚴格將信號擺幅控制在0.4V~0.6V的標準范圍內,這一設計的目的在于避免信號幅度過大導致的功耗浪費,同時確保輸出到HDMI插座的信號完全符合HDMI1.4規范,與老舊設備實現無縫兼容,維持整個系統的穩定運行.

而在HDMI2.0(4K@60fps)和HDMI2.1(8K@60fps)應用場景中,由于傳輸速率大幅提升,信號對失真的敏感度顯著增加,此時器件會自動切換為"線性模式".在該模式下,器件的輸出擺幅與輸入信號保持精確的線性比例關系(比例系數可通過外部引腳調節,范圍為0.8~1.2),這種設計如同"智能跟蹤消除器",當輸入信號因傳輸損耗出現幅度衰減或相位偏移時,輸出信號會同步進行補償調整,確保信號的"形狀"不發生改變.更重要的是,線性模式對HDMI2.1特有的鏈路訓練信號(LinkTraining)保持完全透明,鏈路訓練是HDMI2.1設備連接時的關鍵流程,源端與接收端會通過交換訓練信號,協商最佳的傳輸參數(如速率,均衡器設置),而PI3HDX12311在這一過程中不會對訓練信號進行任何修改,確保協商過程順利完成.正是憑借這一特性,PI3HDX12311才能實現高達48Gbps的聚合數據速率,為8K超高清視頻傳輸提供穩定保障,讓用戶在觀看高速運動畫面(如體育比賽,動作電影)時,享受到無拖影,無卡頓的極致視覺體驗.
在信號耦合設計方面,這兩款器件同樣展現出卓越的適應性,能夠應對不同應用場景下的硬件配置需求.信號耦合是指信號在傳輸過程中與傳輸線,芯片引腳的連接方式,常見的有交流(AC)耦合,直流(DC)耦合兩種,AC耦合通過電容實現信號傳輸,可隔離直流分量,避免不同設備間的接地電位差導致的信號干擾,但需要額外的耦合電容；DC耦合則直接通過導線傳輸信號,無需外部電容,簡化了電路設計,但對設備的接地一致性要求較高.PI3HDX12311和PI3HDX6311支持輸入和輸出線路上的AC,DC或混合耦合方式,例如,在筆記本電腦的HDMI接口設計中,由于內部空間有限,工程師可選擇DC耦合方式,省去耦合電容,節省PCB板面積；而在電視的HDMI接收端,為避免電源模塊的直流噪聲干擾信號,工程師可選擇AC耦合方式,通過外部電容隔離直流分量.尤為值得關注的是,在DC耦合配置下,器件還內置了短路檢測功能,這一設計如同為系統安裝了"安全防火墻".當HDMI接口因意外情況(如用戶誤插入金屬異物,接口進水)導致信號引腳短路時,器件會在50ns內檢測到異常電流,并迅速切斷該通道的供電,同時向系統控制器發送故障信號,待短路故障排除后,器件會自動恢復正常工作,避免因短路導致的芯片燒毀,PCB板損壞等嚴重后果.這一功能對于消費電子設備而言至關重要,尤其是在家庭環境中,兒童誤操作,日常使用中的意外碰撞都可能引發接口故障,而短路檢測功能大幅提升了設備的可靠性與使用壽命.
在操作設置方面,DiodesIncorporated的工程師充分考慮到下游廠商的實際使用需求,通過人性化的設計,讓器件的參數配置變得簡單便捷.兩款器件均支持通過引腳捆綁控制(PinStrapping)方式,實現對關鍵參數的快速設置,工程師無需編寫復雜的軟件程序,只需通過外部電阻或跳線,將特定引腳拉至高電平或低電平,即可完成模式選擇(HDMI/DP++模式切換),均衡強度(高/中/低三檔),平坦增益(0dB/3dB/6dB),輸出擺幅(0.4V/0.5V/0.6V)以及-1dB線性度擺幅等參數的配置.這種設計不僅降低了工程師的開發門檻,還縮短了產品的調試周期,尤其適合量產型設備的快速部署.同時,兩款器件還共享多項實用功能,進一步提升了系統的穩定性與智能化水平.其中,自動發射(TX)設置選擇功能可根據源端設備的信號強度自動調整發射參數,例如,當源端輸出信號較強時,器件會適當降低發射增益,避免信號過沖；當源端輸出信號較弱時,器件會自動提升增益,確保信號幅度達標,實現"按需調整"的智能傳輸.IOFF支持功能則在器件斷電或進入休眠狀態時,將信號引腳置于高阻狀態,避免與其他設備形成電流回路,防止漏電或信號干擾.遠端接收器檢測功能更是體現了器件的"交互能力",它能通過檢測HDMI接口中的熱插拔檢測(HPD)引腳信號,判斷接收端設備(如電視)是否已連接并準備就緒,若接收端設備斷開連接,器件會立即停止信號輸出,避免無效功耗；若接收端設備重新連接,器件會自動恢復信號傳輸,整個過程無需人工干預.

為了進一步迎合全球節能環保的時代趨勢,這兩款驅動器還內置了智能的功耗管理系統,如同一位"精打細算的能源管家",在保障性能的同時最大限度降低能耗.器件會實時監控HDMI連接器中的熱插拔檢測(HPD)引腳狀態,HPD引腳是HDMI接口中的關鍵控制引腳,當接收端設備(如電視)開機并正常工作時,HPD引腳會輸出高電平；當設備關機或進入待機狀態時,HPD引腳會切換為低電平.當器件檢測到HPD引腳保持低電平超過2ms時,會自動觸發低功耗模式:此時,器件內部的信號放大,均衡等非核心電路會停止工作,僅保留HPD引腳檢測電路運行,靜態電流從正常工作時的30mA降至1mA以下,功耗降低超過95%.這一設計對于筆記本電腦,機頂盒等依賴電池供電或長期待機的設備而言,意義尤為重大,以筆記本電腦為例,在未使用HDMI接口時,器件進入低功耗模式,可延長電池續航時間約1.5小時,對于機頂盒這類常年通電的設備,每年可減少約2度電的消耗,累計下來能為用戶節省可觀的電費支出.此外,器件集成的顯示數據通道(DDC)偵聽器更是體現了其"智能化"優勢.DDC通道是HDMI接口中用于設備間信息交互的通道,源端與接收端會通過DDC通道交換設備型號,支持的分辨率,音頻格式等信息.DDC偵聽器能夠實時"窺探"DDC通道中的數據,尤其是HDMI論壇供應商特定數據塊(HF-VSDB)和狀態與控制數據通道結構(SCDCS)偏移寄存器,HF-VSDB中存儲了設備支持的高級功能(如FRL速率,動態HDR),SCDCS偏移寄存器則記錄了信號傳輸的實時狀態(如錯誤率,均衡器設置).通過分析這些數據,器件能夠動態調整自身的工作參數:例如,當檢測到接收端設備支持8K@60fps時,器件會自動切換至FRL模式,提升傳輸速率,當檢測到信號錯誤率升高時,器件會增強均衡強度,優化信號質量.這種"基于數據的自適應調整",讓器件始終保持在最佳工作狀態,確保信號傳輸的穩定性與高效性.在封裝設計上,PI3HDX12311和PI3HDX6311采用了DiodesIncorporated自主研發的32引腳X1QFN2845封裝形式,這一封裝方案在"小型化"與"性能"之間實現了完美平衡.從尺寸上看,該封裝的長度僅為4.5mm,寬度為2.85mm,高度為0.85mm,整體體積不足11mm³,僅相當于傳統SOIC封裝的1/3,這一優勢對于筆記本電腦,游戲主機等內部空間緊張的設備而言至關重要,工程師可以在有限的PCB板面積上集成更多功能模塊.從電氣性能來看,QFN封裝采用無引腳設計,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DIP封裝,信號傳輸延遲降低約20%,進一步提升了信號完整性.同時,封裝底部設有裸露的散熱焊盤,散熱面積達1.2mm²,可將器件工作時產生的熱量快速傳導至PCB板,即使在滿負荷工作(48Gbps傳輸)時,器件溫度也僅比環境溫度高15℃,避免了因高溫導致的性能衰減或壽命縮短.在環境適應性方面,兩款器件均通過了嚴格的可靠性測試,能夠在-40°C至+70°C的寬溫度范圍內穩定工作,這一溫度范圍完全覆蓋了消費電子設備的實際使用場景,無論是在寒冷地區冬季的室內(溫度低至-10°C),還是在炎熱地區夏季的客廳(溫度高達40°C),器件都能保持正常性能.此外,器件的典型功耗僅為726mW,即使在長時間滿負荷工作時,也不會產生過多熱量,無需額外設計散熱片,進一步簡化了系統設計.

Diodes推出的3.3V四通道混合驅動器能夠確保HDMI2.1信號完整性從而實現高分辨率視頻傳輸

FK1220017Z	百利通有源晶振	FK	XO (Standard)	12.288 MHz	CMOS	3.3V	±20ppm	-20°C ~ 70°C
FJ2450008Z	百利通有源晶振	FJ	XO (Standard)	24.576 MHz	LVCMOS	3.3V	±50ppm	-40°C ~ 85°C
FDSAS6062	百利通有源晶振	ASSP XO	XO (Standard)	62.5 MHz	CMOS	1.8V	±50ppm	-20°C ~ 70°C
FN3330078	百利通有源晶振	FN	XO (Standard)	33.333 MHz	LVCMOS	3.3V	±30ppm	-40°C ~ 85°C
FN0200045	百利通有源晶振	FN	XO (Standard)	2.048 MHz	LVCMOS	3.3V	±50ppm	-20°C ~ 70°C
FN4800068	百利通有源晶振	FN	XO (Standard)	48 MHz	LVCMOS	3.3V	±50ppm	-20°C ~ 70°C
HX3125006Q	百利通有源晶振	HX	XO (Standard)	25 MHz	LVCMOS	3.3V	±30ppm	-40°C ~ 105°C
FJ2600023Q	百利通有源晶振	FJ	XO (Standard)	26 MHz	LVCMOS	3.3V	±30ppm	-40°C ~ 105°C
FJ2700024Q	百利通有源晶振	FJ	XO (Standard)	27 MHz	LVCMOS	1.8V	±25ppm	-40°C ~ 85°C
HX2127010Q	百利通有源晶振	HX	XO (Standard)	27 MHz	CMOS	1.8V	±30ppm	-40°C ~ 125°C
HX7124001Q	百利通有源晶振	HX	XO (Standard)	24 MHz	CMOS	3.3V	±50ppm	-40°C ~ 125°C
HX7125006Q	百利通有源晶振	HX	XO (Standard)	25 MHz	CMOS	1.8V	-	-40°C ~ 125°C
FDC500026	百利通有源晶振	FD	XO (Standard)	125 MHz	LVCMOS	1.8V	±50ppm	-20°C ~ 70°C
NX71C50001	百利通有源晶振	NX	XO (Standard)	125 MHz	LVCMOS	2.5V	±20ppm	-20°C ~ 70°C
FNC500131	百利通有源晶振	FN	XO (Standard)	125 MHz	LVCMOS	3.3V	-	-40°C ~ 85°C
FNDDR1133	百利通有源晶振	FN	XO (Standard)	133.33 MHz	CMOS	3.3V	±50ppm	-20°C ~ 70°C
NX71C50003	百利通有源晶振	NX	XO (Standard)	125 MHz	LVCMOS	3.3V	±25ppm	-40°C ~ 85°C
FRTELE016	百利通有源晶振	FR	VCXO	16.384 MHz	CMOS	3.3V	±25ppm	-20°C ~ 70°C
UX22F62002	百利通有源晶振	UX	XO (Standard)	-	LVPECL	2.5V, 3.3V	±100ppm	-40°C ~ 85°C
UX2521D0156.250000	百利通有源晶振	UX252	XO (Standard)	156.25 MHz	LVPECL	3.3V	±25ppm	-40°C ~ 85°C
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FK2500040	百利通有源晶振	FK	XO (Standard)	25 MHz	CMOS	2.5V	-	-40°C ~ 85°C
FJ4800022Z	百利通有源晶振	FJ	XO (Standard)	48 MHz	LVCMOS	3.3V	±25ppm	-40°C ~ 85°C
FK2500023	百利通有源晶振	FK	XO (Standard)	25 MHz	CMOS	3.3V	-	-10°C ~ 70°C
HX2108006Q	百利通有源晶振	HX	XO (Standard)	8 MHz	HCMOS, LVCMOS	3.3V	±70ppm	-40°C ~ 125°C
KJ3270017Q	百利通有源晶振	KJ	XO (Standard)	32.768 kHz	CMOS	3.3V	-	-40°C ~ 105°C
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HX21C5006Z	百利通有源晶振	HX	XO (Standard)	125 MHz	LVCMOS	3.3V	±25ppm	-40°C ~ 105°C
HX21A0007Z	百利通有源晶振	HX	XO (Standard)	100 MHz	LVCMOS	3.3V	±25ppm	-40°C ~ 105°C
HX2119204Q	百利通有源晶振	-	-	-	-	-	-	-
KK3270051	百利通有源晶振	KK	XO (Standard)	32.768 kHz	CMOS	1.8V	±25ppm	-40°C ~ 85°C
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UF32F6204Z	百利通有源晶振	-	XO (Standard)	156.25 MHz	LVPECL	2.5V ~ 3.3V	±25ppm	-40°C ~ 85°C
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UF33F6202Z	百利通有源晶振	-	XO (Standard)	156.25 MHz	LVDS	2.5V ~ 3.3V	±25ppm	-40°C ~ 85°C
FK0100001	百利通有源晶振	FK	XO (Standard)	1 MHz	CMOS	1.8V	±50ppm	-20°C ~ 70°C
FK0180005	百利通有源晶振	FK	XO (Standard)	1.843 MHz	CMOS	3.3V	±25ppm	-20°C ~ 70°C
FK0360004	百利通有源晶振	FK	XO (Standard)	3.686 MHz	CMOS	3.3V	±50ppm	-40°C ~ 85°C
FK0400005	百利通有源晶振	FK	XO (Standard)	4 MHz	CMOS	3.3V	±25ppm	-20°C ~ 70°C
FK0500002	百利通有源晶振	FK	XO (Standard)	5 MHz	CMOS	3.3V	±50ppm	-40°C ~ 85°C
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FK1220008	百利通有源晶振	FK	XO (Standard)	12.288 MHz	CMOS	3.3V	±25ppm	-20°C ~ 70°C
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FK1600005	百利通有源晶振	FK	XO (Standard)	16 MHz	CMOS	3.3V	±50ppm	-40°C ~ 85°C
FK1840002	百利通有源晶振	FK	XO (Standard)	18.432 MHz	CMOS	3.3V	±25ppm	-20°C ~ 70°C
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FK1920012	百利通有源晶振	FK	XO (Standard)	19.2 MHz	CMOS	1.8V	±25ppm	-40°C ~ 85°C
FK2000025	百利通有源晶振	FK	XO (Standard)	20 MHz	CMOS	3.3V	±50ppm	-40°C ~ 85°C
FK2000026	百利通有源晶振	FK	XO (Standard)	20 MHz	CMOS	3.3V	±25ppm	-40°C ~ 85°C
FK2400012	百利通有源晶振	FK	XO (Standard)	24 MHz	CMOS	3.3V	±50ppm	-20°C ~ 70°C
FK2400013	百利通有源晶振	FK	XO (Standard)	24 MHz	CMOS	3.3V	±25ppm	-20°C ~ 70°C
FK2400014	百利通有源晶振	FK	XO (Standard)	24 MHz	CMOS	3.3V	±50ppm	-40°C ~ 85°C