如何降低USB 3.x的插入損耗
發布時間:2018/1/19 17:34:21 訪問次數:591
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針對這最新的市場趨勢,安森美半導體為市場提供完整的type-c和usb-pd方案,包括usb type-c和usb-pd控制器、超高速開關、端口保護方案、轉接驅動器等。這些方案支持雙角色端口 (drp)、下行端口 (dfp) 和上行端口 (ufp),具有業界更低功耗、更小尺寸(比基于mcu的方案小達95%),提供更簡化和靈活的優勢。 http://jintaisheng.51dzw.com
usb的出現可遠追溯到1996年,當時推出的usb 1.0傳輸速度為1.5 mbps。然后2000年推出的usb 2.0傳輸速度提高到480mbps,提供最大2.5 w (0.5 a,5 v)的功率,隨后usb 3.0的數據傳輸速度提高到5gbps,最大功率提高至4.5 w (0.9 a,5 v)。而最新的第二代usb 3.1將數據傳輸速度提升至10gbps.
usb type-c是新型的連接器。usb標準的原始設計是usb type a,為扁平的矩形。type a端口大多用于主機設備,如臺式電腦、筆記本電腦、游戲機和媒體播放器。usb micro b連接器較小,主要見于外圍設備。現在行業標準正在向usb type-c發展,支持usb 3.1和usb-pd,提供單個連接器/電纜,免去多個電纜和連接器的麻煩。usb type-c端口最大功率可達15 w (3 a,5 v)。對于usb 3.1,若采用支持usb-pd的type-c連接器,最高功率可達100 w (5 a,20 v)。
在智能手機、平板電腦等應用中,usb type-c主要作為充電接口和用于超高速數據的傳輸,當用作充電接口時,支持usb-pd和快充,通常僅一個插槽。安森美半導體針對此類應用的type-c及usb-pd產品主要有支持pd的可編程的type-c 控制器fusb302b、符合usb 3.1 gen-ii的type-c超高速開關fusb340 、支持tcpc的type-c pd端口控制器fusb307b、type-c或usb2.0 d+/d-高速端口保護開關fsusb242等。 http://jintaisheng.51dzw.com
在用于計算機時,usb type-c實現多個雙角色端口和用于超高速數據的傳輸,并用作寬范圍的電源輸入/輸出端口,安森美半導體用于計算機的type-c產品主要有fusb340 、fusb307b、fusb252等。
對于ac-dc適配器,行業設計正帶動增加的功率密度,需要支持可編程(pps)。安森美半導體主要提供準諧振pwm控制器fan604和具有src默認狀態的100w usb type-c 可編程的控制器fusb302bt。
在支持usb 3.x的type-c環境中可實現超高速數據傳輸,在這環境下的大多數應用都需要一個轉接驅動器來減小插入損耗,如圖像傳感器、汽車信息娛樂系統、平板電腦、游戲系統、手機、虛擬實境(vr)設備、有源電纜、打印機/掃描儀、高清顯示器、基座/集線器等。
電纜插入損耗可能會因不同的供應商、電纜量規、類型而有所不同,而接口對電纜損耗性能有很大影響。fr4損耗因線長、所采用的介質和布線而有所不同。但電纜和fr4的損耗都取決于采用的數據速率。例如,9英寸fr4以5 gbps傳輸時約有3.9 db 損耗,但以10 gbps傳輸時有 6.9 db損耗。如果用24英寸fr4以5 gbps傳輸時的損耗從3.9 db增至9.6 db,以10 gbps傳輸時的損耗從6.9 db增至16.8 db。因此,這增加了的插入損耗,需要轉接驅動器。 http://jintaisheng.51dzw.com
第1代和第2代usb 3.1能提供更高的數據速率,但會帶來在usb有源電纜設計中減輕信號完整性損失的挑戰。有源電纜的長度和性能將推動對轉接驅動器和高質量互聯的需要,必須識別其速度能力,且尺寸和低功耗是關鍵。
安森美半導體的單通道轉接驅動器如nb7npq701m、nb7vpq701m和雙通道轉接驅動器nb7npq702m、nb7vpq702m支持usb 3.1應用,同時支持第一代usb 3.1 (5gbps) 和第二代usb 3.1 (10gbps)數據率,擴展信號距離達36英寸fr4 或 5m電纜 5gbps、達10英寸fr4 10gbps。其單通道轉接驅動器與同類器件相比,眼高增加20%,抖動降低20%。
fusb340是10gbps usb3.1超高速開關,典型帶寬達10 ghz,具有1.5 v至5 v的寬vdd范圍,提供2kv hbm esd保護,符合jedec標準,有源功耗低于12 ua,關斷功耗低于1 ua,在2.5ghz時的插入損耗僅-1 db,采用18引腳的tmlp小型封裝(2.0mm x 2.8mm x 0.4mm),是適用于手機、平板電腦、筆記本電腦、超便攜應用所需的可正反逆插的type-c usb 3.1連接器的小型分立方案。
與競爭方案相比,fusb340具有更寬的電源電壓范圍、更快的數據速率、更高的帶寬、低插入損耗、更低的差分插入損耗(-28 db)、更低的差分串擾(-44 db)、更低的icc關斷值(1 ua)和icc有源值(0.03 ma)、更少引腳數、更小封裝(比競爭方案至少小40%)和更薄高度。 http://jintaisheng.51dzw.com
在保護方面,安森美半導體采用兩個esd8704器件保護超高速線路,8個esd7471保護低速和輔助線路。esd8704具有超低電容、低esd鉗位電壓,接觸及空氣放電± 30 kv,滿足iec61000-4-2 level 4,采用2.5 x 1.0mm udfn封裝。而esd7471提供雙向瞬態電壓抑制,接觸及空氣放電± 20 kv,滿足iec61000-4-2 level 4,具有1.0 x 0.6 mm2的小外形。
安森美半導體提供靈活和易于集成的usb type-c和usb-pd控制器方案支持最新的usb type-c標準,易于設置和配置,支持固件/提供驅動器用于通用嵌入式控制平臺,功耗僅為競爭方案的1/20,尺寸減少達95%,并針對usb3.x的超高速應用,提供轉接驅動器、超高速開關和保護方案等全系列方,這些都是usb3.x設計人員的福音,此外,安森美半導體的usb解決方案網頁也使用戶輕松獲得關鍵應用的優化方案,加速他們的系統設計。
來源:安森美半導體
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針對這最新的市場趨勢,安森美半導體為市場提供完整的type-c和usb-pd方案,包括usb type-c和usb-pd控制器、超高速開關、端口保護方案、轉接驅動器等。這些方案支持雙角色端口 (drp)、下行端口 (dfp) 和上行端口 (ufp),具有業界更低功耗、更小尺寸(比基于mcu的方案小達95%),提供更簡化和靈活的優勢。 http://jintaisheng.51dzw.com
usb的出現可遠追溯到1996年,當時推出的usb 1.0傳輸速度為1.5 mbps。然后2000年推出的usb 2.0傳輸速度提高到480mbps,提供最大2.5 w (0.5 a,5 v)的功率,隨后usb 3.0的數據傳輸速度提高到5gbps,最大功率提高至4.5 w (0.9 a,5 v)。而最新的第二代usb 3.1將數據傳輸速度提升至10gbps.
usb type-c是新型的連接器。usb標準的原始設計是usb type a,為扁平的矩形。type a端口大多用于主機設備,如臺式電腦、筆記本電腦、游戲機和媒體播放器。usb micro b連接器較小,主要見于外圍設備。現在行業標準正在向usb type-c發展,支持usb 3.1和usb-pd,提供單個連接器/電纜,免去多個電纜和連接器的麻煩。usb type-c端口最大功率可達15 w (3 a,5 v)。對于usb 3.1,若采用支持usb-pd的type-c連接器,最高功率可達100 w (5 a,20 v)。
在智能手機、平板電腦等應用中,usb type-c主要作為充電接口和用于超高速數據的傳輸,當用作充電接口時,支持usb-pd和快充,通常僅一個插槽。安森美半導體針對此類應用的type-c及usb-pd產品主要有支持pd的可編程的type-c 控制器fusb302b、符合usb 3.1 gen-ii的type-c超高速開關fusb340 、支持tcpc的type-c pd端口控制器fusb307b、type-c或usb2.0 d+/d-高速端口保護開關fsusb242等。 http://jintaisheng.51dzw.com
在用于計算機時,usb type-c實現多個雙角色端口和用于超高速數據的傳輸,并用作寬范圍的電源輸入/輸出端口,安森美半導體用于計算機的type-c產品主要有fusb340 、fusb307b、fusb252等。
對于ac-dc適配器,行業設計正帶動增加的功率密度,需要支持可編程(pps)。安森美半導體主要提供準諧振pwm控制器fan604和具有src默認狀態的100w usb type-c 可編程的控制器fusb302bt。
在支持usb 3.x的type-c環境中可實現超高速數據傳輸,在這環境下的大多數應用都需要一個轉接驅動器來減小插入損耗,如圖像傳感器、汽車信息娛樂系統、平板電腦、游戲系統、手機、虛擬實境(vr)設備、有源電纜、打印機/掃描儀、高清顯示器、基座/集線器等。
電纜插入損耗可能會因不同的供應商、電纜量規、類型而有所不同,而接口對電纜損耗性能有很大影響。fr4損耗因線長、所采用的介質和布線而有所不同。但電纜和fr4的損耗都取決于采用的數據速率。例如,9英寸fr4以5 gbps傳輸時約有3.9 db 損耗,但以10 gbps傳輸時有 6.9 db損耗。如果用24英寸fr4以5 gbps傳輸時的損耗從3.9 db增至9.6 db,以10 gbps傳輸時的損耗從6.9 db增至16.8 db。因此,這增加了的插入損耗,需要轉接驅動器。 http://jintaisheng.51dzw.com
第1代和第2代usb 3.1能提供更高的數據速率,但會帶來在usb有源電纜設計中減輕信號完整性損失的挑戰。有源電纜的長度和性能將推動對轉接驅動器和高質量互聯的需要,必須識別其速度能力,且尺寸和低功耗是關鍵。
安森美半導體的單通道轉接驅動器如nb7npq701m、nb7vpq701m和雙通道轉接驅動器nb7npq702m、nb7vpq702m支持usb 3.1應用,同時支持第一代usb 3.1 (5gbps) 和第二代usb 3.1 (10gbps)數據率,擴展信號距離達36英寸fr4 或 5m電纜 5gbps、達10英寸fr4 10gbps。其單通道轉接驅動器與同類器件相比,眼高增加20%,抖動降低20%。
fusb340是10gbps usb3.1超高速開關,典型帶寬達10 ghz,具有1.5 v至5 v的寬vdd范圍,提供2kv hbm esd保護,符合jedec標準,有源功耗低于12 ua,關斷功耗低于1 ua,在2.5ghz時的插入損耗僅-1 db,采用18引腳的tmlp小型封裝(2.0mm x 2.8mm x 0.4mm),是適用于手機、平板電腦、筆記本電腦、超便攜應用所需的可正反逆插的type-c usb 3.1連接器的小型分立方案。
與競爭方案相比,fusb340具有更寬的電源電壓范圍、更快的數據速率、更高的帶寬、低插入損耗、更低的差分插入損耗(-28 db)、更低的差分串擾(-44 db)、更低的icc關斷值(1 ua)和icc有源值(0.03 ma)、更少引腳數、更小封裝(比競爭方案至少小40%)和更薄高度。 http://jintaisheng.51dzw.com
在保護方面,安森美半導體采用兩個esd8704器件保護超高速線路,8個esd7471保護低速和輔助線路。esd8704具有超低電容、低esd鉗位電壓,接觸及空氣放電± 30 kv,滿足iec61000-4-2 level 4,采用2.5 x 1.0mm udfn封裝。而esd7471提供雙向瞬態電壓抑制,接觸及空氣放電± 20 kv,滿足iec61000-4-2 level 4,具有1.0 x 0.6 mm2的小外形。
安森美半導體提供靈活和易于集成的usb type-c和usb-pd控制器方案支持最新的usb type-c標準,易于設置和配置,支持固件/提供驅動器用于通用嵌入式控制平臺,功耗僅為競爭方案的1/20,尺寸減少達95%,并針對usb3.x的超高速應用,提供轉接驅動器、超高速開關和保護方案等全系列方,這些都是usb3.x設計人員的福音,此外,安森美半導體的usb解決方案網頁也使用戶輕松獲得關鍵應用的優化方案,加速他們的系統設計。
來源:安森美半導體
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