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如何在增添 ESD保护时维持USB信号完整性

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得数据在不同电子设备之间的传输更快更方便,对于那些使用USB 2.0端口的产品而言尤
变得越来越重要。在这种等级的数据率,为数据线路增加任何电容都可能造成信号波形失
护器件提出了更高的要求。ESD保护器件在正常数据传输期间必须对信号保持透明状态,
伤或干扰。如今,设计人员面对着需要找到合适的 ESD保护解决方案,既能保护敏感线
及信号抖动的数字信号。眼图将能够暴露出USB数据传输完整性方面的任何问题。
通过在示波器的垂直轴对数字信号进行反复采样、同时采用相应数据率对水平时间扫描进
性越高。通常采用模板(mask)来对可接受的信号质量进行定义。这模板由“眼睛”中间的
量就不可接受。USB 2.0信号模板规范由USB应用者论坛(USBIF, http://www.usb.org)提供,可参


件的眼图,并将其与 USB 2.0模板进行比较。我们还评估了不带保护器件的电路板,用于
保护器件导致的信号衰减程度。需要说明的是,本文仅考虑 ESD保护二极管的电容量及其
增加电容。
号,因为线路上没有另外增加电容。
图3显示的是增加了0.5 pF电容ESD保护器件(安森美半导体超低电容ESD器件
计。这就为设计人员提供了极佳的 ESD保护选择,具有最高的灵活性,将电容预算留给增

4。由于电容增加,与没有增加电容的测试相比,可以从眼图观察到信号质量明显下降。
示出保护器件占用了极大部分的电容预算。在大多数设计中,设计中的其它元器件可能会
系统设计中进行测试,以确保它仍然可以接受,并在增加其它元器件的情况下能够满足兼

图4、ESD9C5.0ST5G 6 pF器件,其中箭头重点说明了采用较高电容器件时开始出现信号
眼图显示信号质量退化严重,上升和下降时间显示增加。信号迹线穿越USB 2.0眼图模

图5、大电容器件
总结
ESD9L5.0ST5G的超低电容(0.5 pF)为USB 2.0高速应用提供了最佳的半导体ESD保护器
时间和下降时间出现失真。除了对数据信号传输没有干扰,这器件还拥有高于 8 kV的
护,同时还维持信号完整性。


IP属地:江苏1楼2014-10-17 14:09回复