TUSB213-Q1 USB 2.0高速信號(hào)調(diào)節(jié)器：提升信號(hào)完整性的理想之選

在當(dāng)今高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)代，USB接口的應(yīng)用無(wú)處不在。然而，在信號(hào)傳輸過(guò)程中，由于各種因素的影響，信號(hào)損失是一個(gè)不可避免的問(wèn)題。TUSB213-Q1作為一款USB 2.0高速信號(hào)調(diào)節(jié)器，為解決信號(hào)損失問(wèn)題提供了有效的解決方案。今天我們就來(lái)詳細(xì)了解一下這款產(chǎn)品。

文件下載：TUSB213QRGYRQ1.pdf

一、產(chǎn)品特性

汽車(chē)應(yīng)用資質(zhì)

TUSB213-Q1通過(guò)了AEC-Q100認(rèn)證，適用于汽車(chē)應(yīng)用。其工作溫度范圍為 -40°C 至 105°C（環(huán)境溫度），滿(mǎn)足汽車(chē)復(fù)雜環(huán)境的要求。同時(shí)，它的人體模型（HBM）分類(lèi)等級(jí)為 H1C，充電設(shè)備模型（CDM）分類(lèi)等級(jí)為 C3，具備良好的靜電防護(hù)能力。

協(xié)議兼容性

該產(chǎn)品兼容 USB 2.0、OTG 2.0 和 BC 1.2 協(xié)議，支持低速率（LS）、全速率（FS）和高速率（HS）信號(hào)傳輸。這使得它可以廣泛應(yīng)用于各種 USB 設(shè)備中，無(wú)論是筆記本電腦、臺(tái)式機(jī)，還是汽車(chē)信息娛樂(lè)系統(tǒng)等。

低功耗設(shè)計(jì)

TUSB213-Q1具有超低的 USB 斷開(kāi)和關(guān)機(jī)功耗，在不工作時(shí)能夠有效降低能耗，延長(zhǎng)設(shè)備的續(xù)航時(shí)間。

可擴(kuò)展性與信號(hào)增強(qiáng)

它是一種可擴(kuò)展的解決方案，支持菊花鏈連接，適用于高損耗應(yīng)用。通過(guò)外部下拉電阻可選擇四種交流（AC）升壓設(shè)置，同時(shí)還具備直流（DC）升壓功能，與 AC 升壓配合使用，可實(shí)現(xiàn)最佳的信號(hào)完整性。此外，它支持長(zhǎng)達(dá) 5m 的預(yù)通道或 2m 的后通道電纜長(zhǎng)度，有效擴(kuò)展了信號(hào)傳輸距離。

二、應(yīng)用領(lǐng)域

TUSB213-Q1的應(yīng)用非常廣泛，涵蓋了多個(gè)領(lǐng)域：

• 汽車(chē)領(lǐng)域：可用于汽車(chē)信息娛樂(lè)系統(tǒng)，確保 USB 信號(hào)在復(fù)雜的汽車(chē)環(huán)境中穩(wěn)定傳輸。
• 消費(fèi)電子：如筆記本電腦、臺(tái)式機(jī)、平板電腦、手機(jī)等設(shè)備，提升 USB 接口的信號(hào)質(zhì)量。
• 其他設(shè)備：包括 docking 站、有源電纜、電纜延長(zhǎng)器、背板以及電視等，都可以使用 TUSB213-Q1來(lái)改善信號(hào)傳輸。

三、產(chǎn)品描述

TUSB213-Q1是一款 USB 高速（HS）信號(hào)調(diào)節(jié)器，其主要作用是補(bǔ)償傳輸通道中的碼間干擾（ISI）信號(hào)損失，幫助設(shè)備通過(guò) USB 電氣合規(guī)測(cè)試。它采用了專(zhuān)利設(shè)計(jì)，對(duì) USB 低速（LS）和全速率（FS）信號(hào)不產(chǎn)生影響，僅對(duì)高速信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償。通過(guò)可編程的信號(hào) AC 升壓和 DC 升壓功能，可以對(duì)設(shè)備性能進(jìn)行微調(diào)，優(yōu)化連接器處的高速信號(hào)，從而適用于多種不同的應(yīng)用場(chǎng)景。

四、規(guī)格參數(shù)

絕對(duì)最大額定值

• 電源電壓范圍（VCC）：-0.3V 至 6V
• I/O 引腳電壓范圍：-0.3V 至 3.8V
• 存儲(chǔ)溫度范圍：-65°C 至 150°C

ESD 額定值

• 人體模型（HBM）：±2000V
• 充電設(shè)備模型（CDM）：±500V

推薦工作條件

• 電源電壓（VCC）：4.4V 至 5.5V
• 環(huán)境溫度（TA）：-40°C 至 105°C
• 結(jié)溫（TJ）：-40°C 至 125°C

電氣特性

不同工作模式下的電流消耗有所不同，例如在高速活動(dòng)模式下，典型電流為 18mA，最大為 30mA；在高速空閑模式下，典型電流為 13mA，最大為 22mA 等。

五、功能模式

低速（LS）和全速率（FS）模式

在這兩種模式下，TUSB213-Q1會(huì)自動(dòng)檢測(cè)連接，并自動(dòng)禁用信號(hào)補(bǔ)償功能，同時(shí) CD 引腳會(huì)置為高電平。

高速（HS）模式

當(dāng)檢測(cè)到高速連接時(shí)，TUSB213-Q1會(huì)根據(jù) DC_BOOST 引腳的配置和 EQ 引腳的外部下拉電阻來(lái)啟用信號(hào)補(bǔ)償功能，CD 引腳同樣置為高電平。

關(guān)機(jī)模式

當(dāng) RSTN 引腳置為低電平時(shí)，TUSB213-Q1進(jìn)入關(guān)機(jī)模式。此時(shí) USB 通道仍然可以正常工作，但沒(méi)有信號(hào)補(bǔ)償功能，CD 引腳也不會(huì)提供通道狀態(tài)指示。

I2C 模式

支持 100kHz 的 I2C 通信，可用于設(shè)備配置、狀態(tài)回讀和測(cè)試。通過(guò) I2C 讀寫(xiě)事務(wù)，可以訪(fǎng)問(wèn)特定的寄存器，設(shè)置 AC 和 DC 升壓等級(jí)。

六、應(yīng)用與實(shí)現(xiàn)

應(yīng)用目的

TUSB213-Q1的主要目的是恢復(fù) USB 高速通道到 USB 連接器的信號(hào)完整性，解決由于高損耗 PCB 走線(xiàn)和其他電容性負(fù)載導(dǎo)致的信號(hào)質(zhì)量下降問(wèn)題，幫助通道通過(guò) USB 近端眼圖掩碼測(cè)試。此外，還可以利用 CD 引腳控制客戶(hù)平臺(tái)上的其他模塊。

典型應(yīng)用

在典型應(yīng)用中，D2P 和 D2M 面向 USB 連接器，D1P 和 D1M 面向 USB 主機(jī)或集線(xiàn)器。設(shè)計(jì)時(shí)需要注意電源電壓、I2C 支持、AC 和 DC 升壓設(shè)置等參數(shù)。同時(shí)，TUSB213-Q1需要有效的復(fù)位信號(hào)，VREG 引腳需要外接 0.1μF 的電容來(lái)穩(wěn)定核心電路。

測(cè)試程序

在構(gòu)建 USB 高速眼圖時(shí)，需要根據(jù)主機(jī)端和設(shè)備端的不同應(yīng)用場(chǎng)景，按照特定的步驟進(jìn)行操作，包括配置升壓設(shè)置、上電、連接測(cè)試夾具和示波器、啟用信號(hào)傳輸以及執(zhí)行示波器 USB 合規(guī)軟件等。

七、電源供應(yīng)建議

上電時(shí)，RSTN 引腳和電源斜坡的相互作用可能會(huì)導(dǎo)致數(shù)字電路設(shè)置不正確。為確保數(shù)字電路正確上電復(fù)位，設(shè)備應(yīng)在電源斜坡穩(wěn)定到 4.4V 或更高后再啟用。如果無(wú)法通過(guò)微控制器或其他電路將 RSTN 引腳保持在低電平，直到電源斜坡穩(wěn)定，則需要在 RSTN 引腳和地之間連接一個(gè)外部電容，以保持設(shè)備處于低功耗復(fù)位狀態(tài)。

八、布局建議

為避免信號(hào)過(guò)孔，建議將高速走線(xiàn)與 TUSB213-Q1放置在同一表層。布局應(yīng)使用阻抗控制走線(xiàn)，以保持整個(gè)信號(hào)路徑的 90Ω 差分阻抗，符合 USB 2.0 規(guī)范的要求。

九、總結(jié)

TUSB213-Q1作為一款高性能的 USB 2.0 高速信號(hào)調(diào)節(jié)器，具有多種優(yōu)秀特性和廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。它能夠有效補(bǔ)償信號(hào)損失，提升信號(hào)完整性，適用于各種 USB 設(shè)備。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們需要根據(jù)具體的應(yīng)用場(chǎng)景和要求，合理選擇參數(shù)和進(jìn)行布局，以充分發(fā)揮其性能優(yōu)勢(shì)。你在使用類(lèi)似的信號(hào)調(diào)節(jié)器時(shí)遇到過(guò)哪些問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見(jiàn)解。