这款全新USB Type-C连接器带来了许多新机遇,但也不乏新的挑战。
我们来详细了解共模滤波器(CMF)如何避免在千兆赫范围内发生数据线EMI问题,包括:
在需要更换保护和滤波或者只需要更换保护时,如何为USB3.1和HDMI2.0提供CMF,且无需耗时的重新设计。
如何选择CMF,同时仍然确保传输极快的信号,如USB3.1和HDMI2.0。
其他ESD保护如何降低独立CMF的信号完整性。
如何选择CMF用于抑制大多数关键频率的共模噪声。
如何有效保护超快数据线的极敏感收发器免受ESD影响。
若要复制移动应用上的内容,如较大视频,消费者期望USB连接器能够提供更高的数据速率。因此,行业开始采用全新USB Type-C连接器也支持的USB3.1。
但是,在WiFi、蓝牙和LTE等相同频率范围内使用无线传输的环境中移动2.5或5 GHz基频数据线,这些频段之间会发生干扰,如英特尔白皮书中的报告所述。
而USB Type-C连接器为便携式设备连接开创了新的机遇。与此同时,选项的数量也会增加此接口应用的复杂性。需要使用新的解决方案来降低复杂性,以便加快上市时间。
进一步了解USB3.1,USB Type-C连接器还可以将超高速USB集成到智能手机或平板电脑等便携式应用中,这一点极具吸引力。它还能够在相同接口上传输高速视频/音频数据。
这时,超高速USB在2.5和5 GHz频率存在较强的基波信号,就会将其他噪声源集成到紧凑的应用中。CMF是消除不需要的共模噪声,避免在WiFi、LTE和蓝牙等相同频率的基本和无线数据频段之间造成干扰,且不传输差分信号的标准方法。
如今,所有设计师都喜欢尽量减少材料元件。那么显然就出现了一个问题,具体设计中是否需要CMF。理想情况下,带CMF的组合与不带CMF的组合没什么不同,因为设计阶段很难预测EMI问题。除非采用不会干扰信号路径的标准ESD保护,未组装时,CMF的引脚会干扰信号线。如果不需要滤波器,则需要使用具有一流RF数据功能的“插件”来弥补这个差距。或者,电路板需要一个新的设计周期来弥补差距。
自2009年以来,Nexperia一直是USB3.x的ESD保护产品的主要供应商之一。根据我们的经验,USB3的收发器对ESD脉冲非常敏感,需要极低的钳位ESD保护。因此,几乎很自然地要将最新一代极低钳位ESD保护,即TrEOS保护集成到这个“插件”中,从而取代CMF。TrEOS保护通常也用于集成CMF。通过选择带ESD保护的CMF和在相同引脚尺寸仅使用ESD保护,可以让第一个电路板设计就成为最终的设计——至少保护和滤波器件就是如此。我们甚至还能在相同平台上为一些市场提供CMF,而另一些市场则不提供CMF,并且无需耗时的重新设计。甚至还能在上市之后添加CMF选项。
选择针对USB3.1的CMF时,我们选择PCMFxUSB3S(保护和共模滤波,“x”代表差分线对的数量),而相同引脚尺寸的ESD保护则命名为PESDxUSB3S。