USB3.0特點

 

通用串行總線(USB)規範的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。它還將傳輸線擴展到3個差分對(與前2.0代中的1個相比)。USB於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進入市場。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。已成為所有計算機係統的默認標準接口。

 

USB2.0接口也廣泛應用於消費電子產品。比如便攜式攝像機、數碼相機、數碼音樂播放器、遊戲機
、DVD/藍光播放器和電視等設備都使用USB。它也廣泛應用於便攜式設備，如智能手機和網絡設備如DSL/路由器單元。

 

靜電保護設計考慮

 

對於整個USB3.0鏈接，以下設計考慮應注意：

 

以下強製性的。

 

• 非微分耦合線必須最小化。它們對眼圖有重要的影響。

• 90歐姆差別的線寬和線距:耦合的PCB道不應太窄，以避免額外的損失
，並在製造時要足夠堅固。差動道之間的線寬0.007"(0.178mm)和線距0.007"(0.178mm)是在生產時最佳的選擇。

• 微分耦合連接(減少對斜)的正負線(包括USB3.0電纜)之間的相同延遲(線長)是需要的。這對於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線對D+和D-，同時SR05內部有一個瞬態電壓抑製器(TVS)保護VBUS。ULC0544P10有4條超低線接地
，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了額外的問題。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題。根據IEC61000-4-2，ULC0544P10箝位8kV接觸放電，是一個很低的6V的鉗位電壓在30nSec點測量。如圖2所示。對於-8KVESD放電鉗位通常是一個二極管壓降(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(you)上(shang)麵(mian)眼(yan)圖(tu)可(ke)知(zhi)，線(xian)路(lu)電(dian)容(rong)對(dui)眼(yan)罩(zhao)的(de)影(ying)響(xiang)很(hen)小(xiao)。超(chao)高(gao)速(su)數(shu)據(ju)傳(chuan)輸(shu)係(xi)統(tong)存(cun)在(zai)嚴(yan)重(zhong)的(de)設(she)計(ji)障(zhang)礙(ai)。設(she)計(ji)必(bi)須(xu)確(que)保(bao)接(jie)收(shou)機(ji)一(yi)定(ding)程(cheng)度(du)的(de)信(xin)號(hao)完(wan)整(zheng)性(xing)。高(gao)信(xin)號(hao)完(wan)整(zheng)性(xing)對(dui)實(shi)現(xian)低(di)誤(wu)碼(ma)率(lv)是(shi)很(hen)重(zhong)要(yao)的(de)(例對於USB3.0Superspeed，1E-12的誤碼率是典型的)。信號完整性其特點如上述眼圖。

 

在一個不受帶寬限製的完美係統中，眼圖將是完全開放的。在實際係統中，信號上升時間/下降時間受到TX和RX阻抗(90歐姆差分)的限製)。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收發器內，和/或在PCB外部。外部可能是由不匹配的PCB線、USB3.0連接器或其他並聯電容器引起的。並聯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TX和RX的專用均衡來調諧。

 

規格書

 

以下是ULC0544P10的規格書部分內容，可以看到低鉗位的特性。

 

 

 

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