ZHCAE07A May 2024 – September 2024 TLV4062 , TLV4082
光学模块
八路小型可插拔 (OSFP) 模块是一款光收发器，用于为数据中心和网络系统提供 400G/800G 高速数据通信。OSFP 多源协议 (MSA) 将 1 类 OSFP 模块的尺寸限制为 100.40mm x 22.68mm x 13.10mm。因模块外形小巧，对于采用小型焊盘图案且高度集成化设计的需求日益增长。
OSFP 模块中的比较器功能
在 OSFP 收发器中，为实现主机与模块间的多级双向信号传输，需要使用比较器（搭配数个电阻器和一个基准）。如图 1 所示，比较器用于监测 INT/RSTn 电压，以便模块向主机提交中断并使主机复位模块。此外，比较器用于监测 LPWn/PRSn 电压，使主机能够发出低功耗模式信号，且模块能够指示自身存在状态。
图 1 OSFP INT/RSTn 和 LPWn/PRSn 电路TLV4062
如前所述，由于模块的空间限制，小巧尺寸设计对于执行此类电压检测功能至关重要。TLV4062 是一款双通道推挽式比较器，具有高精度集成式基准阈值（VIT+ 和 VIT-）以及 60mV 内部迟滞，是此类应用的理想器件之选。当输入上升并高于 VIT+ (1.194V) 时，输出转换为高电平；当输入下降并低于 VIT- (1.134V) 时，输出转换为低电平。
图 2 TLV4062 功能方框图和传递曲线TLV4062 采用 1.45mm x 1.00mm μSON 封装，并可在 1.5V 至 5.5V 电源下运行。此外，无论器件电源电压如何，失效防护输入都会从接地摆动到 5.5V。该特性使 TLV4062 能够监测来自主机侧 3.3V 电源轨的电压，同时为模块侧下游的低压元件传播 1.8V 逻辑。TLV4062 有助于节省空间，原因在于其无需使用分立式上拉电阻器即可执行此电平转换操作。
图 3 使用 TLV4062 进行 3.3V 至 1.8V 电平转换尽管基准阈值并非 1.25V，但因电压信号处于 OSFP MSA 中所列正确电压区域的允许范围内，因而使用 TLV4062 的电路的逻辑和操作仍然有效。图 4 和图 5 展示了 TLV4062 在标称 INT/RSTn 和 LPWn/PRSn 电路中传播正确输出逻辑。
图 4 使用 TLV4062 的 INT/RSTn 电路的输出波形
图 5 使用 TLV4062 的 LPWn/PRSn 电路的输出波形最坏情况分析
将 TLV4062 用于 OSFP 模块设计时，故障情况是主机与模块之间的信号传输有误。如果 INT/RSTn 或 LPWn/PRSn 电压无法超过 TLV4062 内部基准确定的阈值，则信号无法从主机传播到模块。如果电压在区域 2 或区域 3 范围内，则电压必须低于 VIT- 才能转换比较器的输出。如果电压在区域 1 范围内，则电压必须高于 VIT+ 才能转换比较器的输出。由于 TLV4062 的阈值 VIT+ 和 V IT- 分别为 1.194V 和 1.134V，因此电压区域 1 和区域 2 的边界可能会发生故障。
图 6 INT/RSTn 和 LPWn/PRSn 电压区域为了表明在最坏情况下能正常运行，使用 OSFP MSA 中指定的最坏情况电阻器和电源值对电路进行仿真。图 7 和图 8 展示了使用最坏情况下的值时 INT/RSTn 电路在最小/最大电压下的运行情况。图 9 和图 10 展示了使用最坏情况下的值时 LPWn/PRSn 电路在最小/最大电压下的运行情况。如仿真所示，即使使用最坏情况下的电阻器和电源值，两个信号也能够传播到模块。
图 7 使用 TLV4062 时的最小 INT/RSTn 电压的输出波形
图 8 使用 TLV4062 时的最大 INT/RSTn 电压的输出波形
图 9 使用 TLV4062 时的最小 LPWn/PRSn 电压的输出波形
图 10 使用 TLV4062 时的最大 LPWn/PRSn 电压的输出波形| TLV4062 | |
|---|---|
| VDD | 1.5V 至 5.5V |
| VIN | 0V 至 5.5V |
| IDD | 2.09µA |
| VIT+ | 1.194V |
| VIT- | 1.134V |
| 输出类型 | 推挽 |
| 通道数量 | 2 |