USB3.0接口保护ESD应用
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usb3.0特点
通用串行总线(usb)规范的3.0版本提供了比usb2.0在性能上的飞跃。将数据速率提高了10倍。它还将传输线扩展到3个差分对(与前2.0代中的1个相比)。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进入市场。新的高速(hs)模式可达480mbit/sec。它仍然向下兼容低速和全速模式。
目前,usb2.0是最广泛、最通用的外部数据接口之一。已成为所有计算机系统的默认标准接口。
usb2.0接口也广泛应用于消费电子产品。比如便携式摄像机、数码相机、数码音乐播放器、游戏机、dvd/蓝光播放器和电视等设备都使用usb。它也广泛应用于便携式设备，如智能手机和网络设备如dsl/路由器单元。
静电保护设计考虑
对于整个usb3.0链接，以下设计考虑应注意：
以下强制性的。
• 非微分耦合线必须最小化。它们对眼图有重要的影响。
• 90欧姆差别的线宽和线距:耦合的pcb道不应太窄，以避免额外的损失，并在制造时要足够坚固。差动道之间的线宽0.007(0.178mm)和线距0.007(0.178mm)是在生产时最佳的选择。
• 微分耦合连接(减少对斜)的正负线(包括usb3.0电缆)之间的相同延迟(线长)是需要的。这对于保持高信号完整性和避免共模反射是很重要的。
01图1展示了usb3.0标准-a连接器部分与esd保护器件相结合的布局图例
上图中，采用雷卯的ulc0544p10保护保护superspeed的tx和rx数据对。
sr05封装sot-143保护usb2.0线对d+和d-，同时sr05内部有一个瞬态电压抑制器(tvs)保护vbus。ulc0544p10有4条超低线接地，电容为0.3pf，保护usb高速信号完整性。
esd的小型化需求
esd保护器件的小型化带来了额外的问题。和较大的模具相比要更高的钳位和低的稳健性。雷卯电子的新芯片设计缓解了这一问题。根据iec61000-4-2，ulc0544p10箝位8kv接触放电，是一个很低的6v的钳位电压在30nsec点测量。如图2所示。对于-8kvesd放电钳位通常是一个二极管压降(1.2v)接地。单向二极管直接传导到地。
02
图2：+8kv接触放电iec61000-4-2。
眼图
03
图3：usb3.0的眼图(ulc0544p10)。
由上面眼图可知，线路电容对眼罩的影响很小。超高速数据传输系统存在严重的设计障碍。设计必须确保接收机一定程度的信号完整性。高信号完整性对实现低误码率是很重要的(例对于usb3.0superspeed，1e-12的误码率是典型的)。信号完整性其特点如上述眼图。
在一个不受带宽限制的完美系统中，眼图将是完全开放的。在实际系统中，信号上升时间/下降时间受到tx和rx阻抗(90欧姆差分)的限制)。这与tx侧和rx侧的所有寄生电容相结合。这些寄生电容在usb3.0收发器内，和/或在pcb外部。外部可能是由不匹配的pcb线、usb3.0连接器或其他并联电容器引起的。并联电容器的数值应尽可能小。usb3.0电缆的低通频率响应也必须考虑在内。为了补偿频率的衰减，信号通过tx和rx的专用均衡来调谐。
规格书
04
以下是ulc0544p10的规格书部分内容，可以看到低钳位的特性。
电磁兼容（emc）那些专用术语的解释！
电磁兼容emc产生的原因以及仿真测试
到底怎么区分emi、ems、emc？一文教你搞定！
原文标题：usb3.0接口保护esd应用
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usb2.0接口也广泛应用于消费电子产品。比如便携式摄像机、数码相机、数码音乐播放器、游戏机、dvd/蓝光播放器和电视等设备都使用usb。它也广泛应用于便携式设备，如智能手机和网络设备如dsl/路由器单元。
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以下强制性的。
• 非微分耦合线必须最小化。它们对眼图有重要的影响。
• 90欧姆差别的线宽和线距:耦合的pcb道不应太窄，以避免额外的损失，并在制造时要足够坚固。差动道之间的线宽0.007(0.178mm)和线距0.007(0.178mm)是在生产时最佳的选择。
• 微分耦合连接(减少对斜)的正负线(包括usb3.0电缆)之间的相同延迟(线长)是需要的。这对于保持高信号完整性和避免共模反射是很重要的。
01图1展示了usb3.0标准-a连接器部分与esd保护器件相结合的布局图例
上图中，采用雷卯的ulc0544p10保护保护superspeed的tx和rx数据对。
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02
图2：+8kv接触放电iec61000-4-2。
眼图
03
图3：usb3.0的眼图(ulc0544p10)。
由上面眼图可知，线路电容对眼罩的影响很小。超高速数据传输系统存在严重的设计障碍。设计必须确保接收机一定程度的信号完整性。高信号完整性对实现低误码率是很重要的(例对于usb3.0superspeed，1e-12的误码率是典型的)。信号完整性其特点如上述眼图。
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