面向USB3.0的新型ESD防護(hù)設(shè)計(jì)
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帶ESD防護(hù)的USB3.0超高速鏈路的信號完整性
分別在帶ESD防護(hù)和未帶ESD防護(hù)的情況下，對圖1所示的整個(gè)USB3.0超高速鏈路執(zhí)行了信號完整性模擬。
整個(gè)收發(fā)部分具備90歐姆差分阻抗，考慮了發(fā)送側(cè)和接收側(cè)的寄生效應(yīng)。測得數(shù)據(jù)表明了USB3.0電纜的狀態(tài)。規(guī)定最長USB3.0電纜長度為3米。
為對USB3.0超高速鏈路提供ESD防護(hù)，在主機(jī)側(cè)和設(shè)備側(cè)均配置了英飛凌ESD3V3U4ULC。ESD3V3U4ULC具備卓越的ESD防護(hù)性能，并且二極管電容(二極管對地)極低，典型值為0.5pF。
在模擬中考慮了USB3.0超高速鏈路的基本布局布線設(shè)計(jì)規(guī)則(見圖5)
在對整條USB3.0超高速鏈路執(zhí)行的信號完整性模擬中，按照USB3.0一致性測試標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了發(fā)送側(cè)信號去加重和接收端均衡器，并分析了經(jīng)接收端均衡器處理之后的超高速信號的眼圖。模擬所用誤碼率為1E6。根據(jù)模擬結(jié)果，推導(dǎo)出誤碼率為1E12時(shí)的眼圖張開程度(紅色和藍(lán)色輪廓線)。
分別在未帶TVS二極管(紅色輪廓線)和帶有TVS二極管(ESD3V3U4ULC，藍(lán)色輪廓線)的情況下，計(jì)算出眼圖的張開程度(圖7)。
在主機(jī)側(cè)和設(shè)備側(cè)帶和未帶ESD3V3U4ULC時(shí)的眼圖
圖7：在主機(jī)側(cè)和設(shè)備側(cè)帶和未帶ESD3V3U4ULC時(shí)的眼圖。
在主機(jī)側(cè)和設(shè)備側(cè)帶有超低電容TVS二極管ESD3V3U4ULC，眼圖張開程度(輪廓線)會受到一定影響。雖然眼圖張開程度會略微減小，但相比于USB3.0技術(shù)規(guī)范中規(guī)定的基準(zhǔn)模式(紅紫色輪廓線)，仍大出許多。
本文小結(jié)
必須精心設(shè)計(jì)USB3.0鏈路，以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)系統(tǒng)級ESD防護(hù)性能，并且強(qiáng)制要求實(shí)現(xiàn)毫厘不差的信號完整性。為同時(shí)滿足這兩個(gè)要求，ESD防護(hù)器件必須具有卓越的ESD防護(hù)性能和很低的器件電容。采用“陣列”配置的英飛凌ESD3V3U4ULC，結(jié)合清楚明了的布局布線設(shè)計(jì)和高質(zhì)量鏈路 (USB3.0電纜)，能夠?qū)崿F(xiàn)上述要求。本文引用地址：http://www.antipu.com.cn/article/195193.htm
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