ZHCAE07A May 2024 – September 2024 TLV4062 , TLV4082
光學模塊
八路小型可插拔 (OSFP) 模塊是一款光收發(fā)器，用于為數(shù)據(jù)中心和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)提供 400G/800G 高速數(shù)據(jù)通信。OSFP 多源協(xié)議 (MSA) 將 1 類 OSFP 模塊的尺寸限制為 100.40mm x 22.68mm x 13.10mm。因模塊外形小巧，對于采用小型焊盤圖案且高度集成化設(shè)計的需求日益增長。
OSFP 模塊中的比較器功能
在 OSFP 收發(fā)器中，為實現(xiàn)主機與模塊間的多級雙向信號傳輸，需要使用比較器（搭配數(shù)個電阻器和一個基準）。如圖 1 所示，比較器用于監(jiān)測 INT/RSTn 電壓，以便模塊向主機提交中斷并使主機復位模塊。此外，比較器用于監(jiān)測 LPWn/PRSn 電壓，使主機能夠發(fā)出低功耗模式信號，且模塊能夠指示自身存在狀態(tài)。
圖 1 OSFP INT/RSTn 和 LPWn/PRSn 電路TLV4062
如前所述，由于模塊的空間限制，小巧尺寸設(shè)計對于執(zhí)行此類電壓檢測功能至關(guān)重要。TLV4062 是一款雙通道推挽式比較器，具有高精度集成式基準閾值（VIT+ 和 VIT-）以及 60mV 內(nèi)部遲滯，是此類應用的理想器件之選。當輸入上升并高于 VIT+ (1.194V) 時，輸出轉(zhuǎn)換為高電平；當輸入下降并低于 VIT- (1.134V) 時，輸出轉(zhuǎn)換為低電平。
圖 2 TLV4062 功能方框圖和傳遞曲線TLV4062 采用 1.45mm x 1.00mm μSON 封裝，并可在 1.5V 至 5.5V 電源下運行。此外，無論器件電源電壓如何，失效防護輸入都會從接地擺動到 5.5V。該特性使 TLV4062 能夠監(jiān)測來自主機側(cè) 3.3V 電源軌的電壓，同時為模塊側(cè)下游的低壓元件傳播 1.8V 邏輯。TLV4062 有助于節(jié)省空間，原因在于其無需使用分立式上拉電阻器即可執(zhí)行此電平轉(zhuǎn)換操作。
圖 3 使用 TLV4062 進行 3.3V 至 1.8V 電平轉(zhuǎn)換盡管基準閾值并非 1.25V，但因電壓信號處于 OSFP MSA 中所列正確電壓區(qū)域的允許范圍內(nèi)，因而使用 TLV4062 的電路的邏輯和操作仍然有效。圖 4 和圖 5 展示了 TLV4062 在標稱 INT/RSTn 和 LPWn/PRSn 電路中傳播正確輸出邏輯。
圖 4 使用 TLV4062 的 INT/RSTn 電路的輸出波形
圖 5 使用 TLV4062 的 LPWn/PRSn 電路的輸出波形最壞情況分析
將 TLV4062 用于 OSFP 模塊設(shè)計時，故障情況是主機與模塊之間的信號傳輸有誤。如果 INT/RSTn 或 LPWn/PRSn 電壓無法超過 TLV4062 內(nèi)部基準確定的閾值，則信號無法從主機傳播到模塊。如果電壓在區(qū)域 2 或區(qū)域 3 范圍內(nèi)，則電壓必須低于 VIT- 才能轉(zhuǎn)換比較器的輸出。如果電壓在區(qū)域 1 范圍內(nèi)，則電壓必須高于 VIT+ 才能轉(zhuǎn)換比較器的輸出。由于 TLV4062 的閾值 VIT+ 和 V IT- 分別為 1.194V 和 1.134V，因此電壓區(qū)域 1 和區(qū)域 2 的邊界可能會發(fā)生故障。
圖 6 INT/RSTn 和 LPWn/PRSn 電壓區(qū)域為了表明在最壞情況下能正常運行，使用 OSFP MSA 中指定的最壞情況電阻器和電源值對電路進行仿真。圖 7 和圖 8 展示了使用最壞情況下的值時 INT/RSTn 電路在最小/最大電壓下的運行情況。圖 9 和圖 10 展示了使用最壞情況下的值時 LPWn/PRSn 電路在最小/最大電壓下的運行情況。如仿真所示，即使使用最壞情況下的電阻器和電源值，兩個信號也能夠傳播到模塊。
圖 7 使用 TLV4062 時的最小 INT/RSTn 電壓的輸出波形
圖 8 使用 TLV4062 時的最大 INT/RSTn 電壓的輸出波形
圖 9 使用 TLV4062 時的最小 LPWn/PRSn 電壓的輸出波形
圖 10 使用 TLV4062 時的最大 LPWn/PRSn 電壓的輸出波形設(shè)計參考資料
有關(guān) TI 綜合電路庫的信息，請參閱模擬工程師電路設(shè)計指導手冊。
請參閱以下德州儀器 (TI) 文檔：
- 使用比較器進行電壓監(jiān)控 應用簡報
- TLV4062、TLV4082 具有集成基準的雙通道、低功耗比較器 數(shù)據(jù)表
電路 SPICE 仿真文件：SBVM995
| TLV4062 | |
|---|---|
| VDD | 1.5V 至 5.5V |
| VIN | 0V 至 5.5V |
| IDD | 2.09μA |
| VIT+ | 1.194V |
| VIT- | 1.134V |
| 輸出類型 | 推挽 |
| 通道數(shù)量 | 2 |