【導讀】通用串行總線(xiàn)(USB)規范的3.0版本提供了比USB2.0在性能上的飛躍。將數據速率提高了10倍。它還將傳輸線(xiàn)擴展到3個(gè)差分對(與前2.0代中的1個(gè)相比)。USB于1996年推出1.0版。在低速度(LS)模式下1.5Mbit/sec，在全速度(FS)模式下12Mbit/秒。在2000年USB2.0進(jìn)入市場(chǎng)。新的高速(HS)模式可達480Mbit/sec。它仍然向下兼容低速和全速模式。
USB3.0特點(diǎn)
通用串行總線(xiàn)(USB)規范的3.0版本提供了比USB2.0在性能上的飛躍。將數據速率提高了10倍。它還將傳輸線(xiàn)擴展到3個(gè)差分對(與前2.0代中的1個(gè)相比)。USB于1996年推出1.0版。在低速度(LS)模式下1.5Mbit/sec，在全速度(FS)模式下12Mbit/秒。在2000年USB2.0進(jìn)入市場(chǎng)。新的高速(HS)模式可達480Mbit/sec。它仍然向下兼容低速和全速模式。
目前,USB2.0是最廣泛、最通用的外部數據接口之一。已成為所有計算機系統的默認標準接口。
USB2.0接口也廣泛應用于消費電子產(chǎn)品。比如便攜式攝像機、數碼相機、數碼音樂(lè )播放器、游戲機、DVD/藍光播放器和電視等設備都使用USB。它也廣泛應用于便攜式設備，如智能手機和網(wǎng)絡(luò )設備如DSL/路由器單元。
靜電保護設計考慮
對于整個(gè)USB3.0鏈接，以下設計考慮應注意：
以下強制性的。
• 非微分耦合線(xiàn)必須最小化。它們對眼圖有重要的影響。
• 90歐姆差別的線(xiàn)寬和線(xiàn)距:耦合的PCB道不應太窄，以避免額外的損失，并在制造時(shí)要足夠堅固。差動(dòng)道之間的線(xiàn)寬0.007"(0.178mm)和線(xiàn)距0.007"(0.178mm)是在生產(chǎn)時(shí)最佳的選擇。
• 微分耦合連接(減少對斜)的正負線(xiàn)(包括USB3.0電纜)之間的相同延遲(線(xiàn)長(cháng))是需要的。這對于保持高信號完整性和避免共模反射是很重要的。
圖1展示了USB3.0標準-A連接器部分與ESD保護器件相結合的布局圖例
上圖中，采用雷卯的ULC0544P10保護保護SuperSpeed的TX和RX數據對。
SR05封裝SOT-143保護USB2.0線(xiàn)對D+和D-，同時(shí)SR05內部有一個(gè)瞬態(tài)電壓抑制器(TVS)保護VBUS。ULC0544P10有4條超低線(xiàn)接地，電容為0.3pF，保護USB高速信號完整性。
ESD的小型化需求
ESD保護器件的小型化帶來(lái)了額外的問(wèn)題。和較大的模具相比要更高的鉗位和低的穩健性。雷卯電子的新芯片設計緩解了這一問(wèn)題。根據IEC61000-4-2，ULC0544P10箝位8kV接觸放電，是一個(gè)很低的6V的鉗位電壓在30nSec點(diǎn)測量。如圖2所示。對于-8KVESD放電鉗位通常是一個(gè)二極管壓降(1.2V)接地。單向二極管直接傳導到地。
圖2：+8kV接觸放電IEC61000-4-2。
眼圖
圖3：USB3.0的眼圖(ULC0544P10)。
由上面眼圖可知，線(xiàn)路電容對眼罩的影響很小。超高速數據傳輸系統存在嚴重的設計障礙。設計必須確保接收機一定程度的信號完整性。高信號完整性對實(shí)現低誤碼率是很重要的(例對于USB3.0Superspeed，1E-12的誤碼率是典型的)。信號完整性其特點(diǎn)如上述眼圖。
在一個(gè)不受帶寬限制的完美系統中，眼圖將是完全開(kāi)放的。在實(shí)際系統中，信號上升時(shí)間/下降時(shí)間受到TX和RX阻抗(90歐姆差分)的限制)。這與TX側和RX側的所有寄生電容相結合。這些寄生電容在USB3.0收發(fā)器內，和/或在PCB外部。外部可能是由不匹配的PCB線(xiàn)、USB3.0連接器或其他并聯(lián)電容器引起的。并聯(lián)電容器的數值應盡可能小。USB3.0電纜的低通頻率響應也必須考慮在內。為了補償頻率的衰減，信號通過(guò)TX和RX的專(zhuān)用均衡來(lái)調諧。
規格書(shū)
以下是ULC0544P10的規格書(shū)部分內容，可以看到低鉗位的特性。
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