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Diodes推出的3.3V四通道混合驱动器能够确保HDMI2.1信号完整性从而实现高分辨率视频传输

来源：金洛鑫浏览：- 发布日期：2025-09-17 09:23:10【大中小】

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Diodes推出的3.3V四通道混合驱动器能够确保HDMI2.1信号完整性从而实现高分辨率视频传输
DiodesIncorporated百利通亚陶晶振作为全球领先的半导体解决方案提供商,凭借在高速信号处理领域近30年的技术积累,从早期的USB3.0信号中继器,到后来的DisplayPort信号优化芯片,始终聚焦"解决高速信号传输痛点",敏锐地捕捉到HDMI2.1生态中的这一关键需求.经过两年多的研发与测试,公司推出了两款针对性的3.3V四通道混合转接驱动器,PI3HDX12311和PI3HDX6311.这两款产品并非简单的"信号放大器",而是集成了信号补偿,模式切换,故障保护等多重功能的"智能信号管家",专为提升HDMI应用中的信号完整性而生,同时通过高度集成化设计,将原本需要3-4颗分立芯片实现的功能浓缩于单颗器件中,大幅简化了下游厂商的系统设计流程,降低了PCB板面积占用与物料成本,一经推出便在消费电子,显示设备等领域获得多家头部厂商的青睐.PI3HDX12311作为面向高端市场的旗舰型号,性能表现尤为突出.它能够完美支持HDMI2.1标准中的固定速率链路(FRL)技术,单通道最高传输速率可达12Gbps,四通道聚合带宽恰好匹配HDMI2.1的48Gbps上限,这意味着它能毫无压力地传输8K@60fps超高清摄像头晶振,要知道,8K视频每帧画面的像素数量高达3300万,是4K视频的4倍,对传输带宽的需求呈指数级增长,而PI3HDX12311的带宽能力恰好为其提供了充足保障.同时,为兼顾存量设备市场,该器件还向下兼容高达6Gbps的过渡最小化差分信号(TMDS)技术,可适配HDMI2.0及以下版本的设备,避免用户因升级硬件而淘汰旧设备.另一款型号PI3HDX6311则聚焦于中端市场,专为HDMI2.0应用场景量身定制,同样支持6Gbps的TMDS速率,能够稳定传输4K@60fps视频,且在成本控制上更具优势,为追求性价比的厂商提供了理想选择.值得一提的是,这两款器件均支持DisplayPort™双模(DP++)V1.1电平转换功能,这意味着它们不仅能处理HDMI信号,还能将DisplayPort信号转换为HDMI信号,适配笔记本电脑(多配备DP接口)与电视(多配备HDMI接口)的跨标准连接需求,进一步拓展了产品的应用边界.
在实际的高清视频传输链路中,信号的"旅程"往往面临多重挑战.以家庭娱乐场景为例,信号从电脑GPU(源端)输出后,需经过1.5米长的HDMI线连接到电视(接收端),在这个过程中,传输线的导体电阻会导致信号幅度下降约15%,分布电容会让信号上升沿从0.1ns延迟至0.3ns,而电视内部PCB板上的其他电路(如电源模块,射频遥测系统模块)还会产生高频噪声,对信号造成干扰.此时,PI3HDX12311的作用便凸显出来:它通常被集成在HDMI线的接头处(即有源电缆)或电视的信号接收端,当信号进入器件后,其内置的"自适应均衡器"会首先对信号进行分析,通过检测信号的衰减程度与失真类型,自动调整均衡参数,比如增强高频信号成分以补偿传输线的高频损耗,修正信号的相位偏差以消除色散影响,随后,"信号放大器"会在不引入额外噪声的前提下,将衰减的信号幅度恢复至标准水平,最后,"噪声滤波器"会过滤掉外部干扰产生的杂波,确保信号纯净度.整个过程的响应时间低于10ns,完全不会对视频传输的实时性造成影响,就如同在源端和接收端之间搭建起一座"信号净化通道",确保信号以最佳质量到达接收端,有效解决了HDMI2.1信号传输中的完整性问题.我们可以通过一个具体案例更直观地感受其效果:某用户使用支持HDMI2.1的电脑与8K电视,通过普通HDMI线播放8K超高清电影,在未使用PI3HDX12311时,电视画面每隔30秒便会出现一次短暂卡顿,画面边缘存在明显的模糊拖影,暗部场景的色彩细节丢失严重(如黑色背景中的灰色纹理难以分辨)；而在HDMI线中集成PI3HDX12311后,卡顿现象完全消失,画面边缘恢复锐利,暗部细节清晰可见,甚至能看清演员服装上的细微纹理,这背后正是PI3HDX12311的信号补偿功能在发挥作用,它将传输过程中的信号损耗降至5%以下,让电视能够准确解码每一个像素数据,最终呈现出原汁原味的超高清画面.
这两款转接驱动器在工作模式上的灵活性,更是其区别于传统器件的核心优势之一.它们能根据不同的HDMI版本需求,自动切换工作模式,如同"多面手"般适配多样化场景.在HDMI1.4环境中(常见于老旧显示器,机顶盒应用晶振),由于传输速率较低(最高10.2Gbps),信号完整性问题相对不突出,此时器件会切换为"有限转接驱动器"模式,内置的预定义差分输出摆幅电路会严格将信号摆幅控制在0.4V~0.6V的标准范围内,这一设计的目的在于避免信号幅度过大导致的功耗浪费,同时确保输出到HDMI插座的信号完全符合HDMI1.4规范,与老旧设备实现无缝兼容,维持整个系统的稳定运行.

而在HDMI2.0(4K@60fps)和HDMI2.1(8K@60fps)应用场景中,由于传输速率大幅提升,信号对失真的敏感度显著增加,此时器件会自动切换为"线性模式".在该模式下,器件的输出摆幅与输入信号保持精确的线性比例关系(比例系数可通过外部引脚调节,范围为0.8~1.2),这种设计如同"智能跟踪消除器",当输入信号因传输损耗出现幅度衰减或相位偏移时,输出信号会同步进行补偿调整,确保信号的"形状"不发生改变.更重要的是,线性模式对HDMI2.1特有的链路训练信号(LinkTraining)保持完全透明,链路训练是HDMI2.1设备连接时的关键流程,源端与接收端会通过交换训练信号,协商最佳的传输参数(如速率,均衡器设置),而PI3HDX12311在这一过程中不会对训练信号进行任何修改,确保协商过程顺利完成.正是凭借这一特性,PI3HDX12311才能实现高达48Gbps的聚合数据速率,为8K超高清视频传输提供稳定保障,让用户在观看高速运动画面(如体育比赛,动作电影)时,享受到无拖影,无卡顿的极致视觉体验.
在信号耦合设计方面,这两款器件同样展现出卓越的适应性,能够应对不同应用场景下的硬件配置需求.信号耦合是指信号在传输过程中与传输线,芯片引脚的连接方式,常见的有交流(AC)耦合,直流(DC)耦合两种,AC耦合通过电容实现信号传输,可隔离直流分量,避免不同设备间的接地电位差导致的信号干扰,但需要额外的耦合电容；DC耦合则直接通过导线传输信号,无需外部电容,简化了电路设计,但对设备的接地一致性要求较高.PI3HDX12311和PI3HDX6311支持输入和输出线路上的AC,DC或混合耦合方式,例如,在笔记本电脑的HDMI接口设计中,由于内部空间有限,工程师可选择DC耦合方式,省去耦合电容,节省PCB板面积；而在电视的HDMI接收端,为避免电源模块的直流噪声干扰信号,工程师可选择AC耦合方式,通过外部电容隔离直流分量.尤为值得关注的是,在DC耦合配置下,器件还内置了短路检测功能,这一设计如同为系统安装了"安全防火墙".当HDMI接口因意外情况(如用户误插入金属异物,接口进水)导致信号引脚短路时,器件会在50ns内检测到异常电流,并迅速切断该通道的供电,同时向系统控制器发送故障信号,待短路故障排除后,器件会自动恢复正常工作,避免因短路导致的芯片烧毁,PCB板损坏等严重后果.这一功能对于消费电子设备而言至关重要,尤其是在家庭环境中,儿童误操作,日常使用中的意外碰撞都可能引发接口故障,而短路检测功能大幅提升了设备的可靠性与使用寿命.
在操作设置方面,DiodesIncorporated的工程师充分考虑到下游厂商的实际使用需求,通过人性化的设计,让器件的参数配置变得简单便捷.两款器件均支持通过引脚捆绑控制(PinStrapping)方式,实现对关键参数的快速设置,工程师无需编写复杂的软件程序,只需通过外部电阻或跳线,将特定引脚拉至高电平或低电平,即可完成模式选择(HDMI/DP++模式切换),均衡强度(高/中/低三档),平坦增益(0dB/3dB/6dB),输出摆幅(0.4V/0.5V/0.6V)以及-1dB线性度摆幅等参数的配置.这种设计不仅降低了工程师的开发门槛,还缩短了产品的调试周期,尤其适合量产型设备的快速部署.同时,两款器件还共享多项实用功能,进一步提升了系统的稳定性与智能化水平.其中,自动发射(TX)设置选择功能可根据源端设备的信号强度自动调整发射参数,例如,当源端输出信号较强时,器件会适当降低发射增益,避免信号过冲；当源端输出信号较弱时,器件会自动提升增益,确保信号幅度达标,实现"按需调整"的智能传输.IOFF支持功能则在器件断电或进入休眠状态时,将信号引脚置于高阻状态,避免与其他设备形成电流回路,防止漏电或信号干扰.远端接收器检测功能更是体现了器件的"交互能力",它能通过检测HDMI接口中的热插拔检测(HPD)引脚信号,判断接收端设备(如电视)是否已连接并准备就绪,若接收端设备断开连接,器件会立即停止信号输出,避免无效功耗；若接收端设备重新连接,器件会自动恢复信号传输,整个过程无需人工干预.

为了进一步迎合全球节能环保的时代趋势,这两款驱动器还内置了智能的功耗管理系统,如同一位"精打细算的能源管家",在保障性能的同时最大限度降低能耗.器件会实时监控HDMI连接器中的热插拔检测(HPD)引脚状态,HPD引脚是HDMI接口中的关键控制引脚,当接收端设备(如电视)开机并正常工作时,HPD引脚会输出高电平；当设备关机或进入待机状态时,HPD引脚会切换为低电平.当器件检测到HPD引脚保持低电平超过2ms时,会自动触发低功耗模式:此时,器件内部的信号放大,均衡等非核心电路会停止工作,仅保留HPD引脚检测电路运行,静态电流从正常工作时的30mA降至1mA以下,功耗降低超过95%.这一设计对于笔记本电脑,机顶盒等依赖电池供电或长期待机的设备而言,意义尤为重大,以笔记本电脑为例,在未使用HDMI接口时,器件进入低功耗模式,可延长电池续航时间约1.5小时,对于机顶盒这类常年通电的设备,每年可减少约2度电的消耗,累计下来能为用户节省可观的电费支出.此外,器件集成的显示数据通道(DDC)侦听器更是体现了其"智能化"优势.DDC通道是HDMI接口中用于设备间信息交互的通道,源端与接收端会通过DDC通道交换设备型号,支持的分辨率,音频格式等信息.DDC侦听器能够实时"窥探"DDC通道中的数据,尤其是HDMI论坛供应商特定数据块(HF-VSDB)和状态与控制数据通道结构(SCDCS)偏移寄存器,HF-VSDB中存储了设备支持的高级功能(如FRL速率,动态HDR),SCDCS偏移寄存器则记录了信号传输的实时状态(如错误率,均衡器设置).通过分析这些数据,器件能够动态调整自身的工作参数:例如,当检测到接收端设备支持8K@60fps时,器件会自动切换至FRL模式,提升传输速率,当检测到信号错误率升高时,器件会增强均衡强度,优化信号质量.这种"基于数据的自适应调整",让器件始终保持在最佳工作状态,确保信号传输的稳定性与高效性.在封装设计上,PI3HDX12311和PI3HDX6311采用了DiodesIncorporated自主研发的32引脚X1QFN2845封装形式,这一封装方案在"小型化"与"性能"之间实现了完美平衡.从尺寸上看,该封装的长度仅为4.5mm,宽度为2.85mm,高度为0.85mm,整体体积不足11mm³,仅相当于传统SOIC封装的1/3,这一优势对于笔记本电脑,游戏主机等内部空间紧张的设备而言至关重要,工程师可以在有限的PCB板面积上集成更多功能模块.从电气性能来看,QFN封装采用无引脚设计,引脚直接与PCB板焊接,减小了寄生电感与寄生电容,相比传统DIP封装,信号传输延迟降低约20%,进一步提升了信号完整性.同时,封装底部设有裸露的散热焊盘,散热面积达1.2mm²,可将器件工作时产生的热量快速传导至PCB板,即使在满负荷工作(48Gbps传输)时,器件温度也仅比环境温度高15℃,避免了因高温导致的性能衰减或寿命缩短.在环境适应性方面,两款器件均通过了严格的可靠性测试,能够在-40°C至+70°C的宽温度范围内稳定工作,这一温度范围完全覆盖了消费电子设备的实际使用场景,无论是在寒冷地区冬季的室内(温度低至-10°C),还是在炎热地区夏季的客厅(温度高达40°C),器件都能保持正常性能.此外,器件的典型功耗仅为726mW,即使在长时间满负荷工作时,也不会产生过多热量,无需额外设计散热片,进一步简化了系统设计.

Diodes推出的3.3V四通道混合驱动器能够确保HDMI2.1信号完整性从而实现高分辨率视频传输

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
NX7032C0200.000000	百利通有源晶振	NX	XO (Standard)	200 MHz	LVDS	2.5V	±50ppm	-20°C ~ 70°C
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
KJ3270024Q	百利通有源晶振	KJ	XO (Standard)	-	-	-	-	-
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
NX2233301Z	百利通有源晶振	NX	XO (Standard)	33.333 MHz	LVPECL	3.3V	±25ppm	-40°C ~ 85°C
NX33A00007	百利通有源晶振	NX	-	-	-	-	-	-
NX3231D0156.250000	百利通有源晶振	NX	XO (Standard)	156.25 MHz	LVDS	3.3V	±25ppm	-40°C ~ 85°C
NX33F6215Z	百利通有源晶振	NX	XO (Standard)	156.25 MHz	LVDS	3.3V	±25ppm	-40°C ~ 85°C
NX34A0007Q	百利通有源晶振	NX	-	-	-	-	-	-
UF32F6204Z	百利通有源晶振	-	XO (Standard)	156.25 MHz	LVPECL	2.5V ~ 3.3V	±25ppm	-40°C ~ 85°C
UF22F6201Z	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
FK0800004	百利通有源晶振	FK	XO (Standard)	8 MHz	CMOS	3.3V	±50ppm	-40°C ~ 85°C
FK0810003	百利通有源晶振	FK	XO (Standard)	8.192 MHz	CMOS	3.3V	±50ppm	-40°C ~ 85°C
FK1000008	百利通有源晶振	FK	XO (Standard)	10 MHz	CMOS	3.3V	±50ppm	-40°C ~ 85°C
FK1220008	百利通有源晶振	FK	XO (Standard)	12.288 MHz	CMOS	3.3V	±25ppm	-20°C ~ 70°C
FK1300008	百利通有源晶振	FK	XO (Standard)	13 MHz	CMOS	1.8V	±50ppm	-20°C ~ 70°C
FK1430003	百利通有源晶振	FK	XO (Standard)	14.318 MHz	CMOS	3.3V	±25ppm	-40°C ~ 85°C
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
FK1840003	百利通有源晶振	FK	XO (Standard)	18.432 MHz	CMOS	3.3V	±50ppm	-40°C ~ 85°C
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

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