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

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

文件下載：TUSB213QRGYRQ1.pdf

一、產(chǎn)品特性

汽車應(yīng)用資質(zhì)

TUSB213-Q1通過了AEC-Q100認證，適用于汽車應(yīng)用。其工作溫度范圍為 -40°C 至 105°C（環(huán)境溫度），滿足汽車復(fù)雜環(huán)境的要求。同時，它的人體模型（HBM）分類等級為 H1C，充電設(shè)備模型（CDM）分類等級為 C3，具備良好的靜電防護能力。

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）信號傳輸。這使得它可以廣泛應(yīng)用于各種 USB 設(shè)備中，無論是筆記本電腦、臺式機，還是汽車信息娛樂系統(tǒng)等。

低功耗設(shè)計

TUSB213-Q1具有超低的 USB 斷開和關(guān)機功耗，在不工作時能夠有效降低能耗，延長設(shè)備的續(xù)航時間。

可擴展性與信號增強

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

二、應(yīng)用領(lǐng)域

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

• 汽車領(lǐng)域：可用于汽車信息娛樂系統(tǒng)，確保 USB 信號在復(fù)雜的汽車環(huán)境中穩(wěn)定傳輸。
• 消費電子：如筆記本電腦、臺式機、平板電腦、手機等設(shè)備，提升 USB 接口的信號質(zhì)量。
• 其他設(shè)備：包括 docking 站、有源電纜、電纜延長器、背板以及電視等，都可以使用 TUSB213-Q1來改善信號傳輸。

三、產(chǎn)品描述

TUSB213-Q1是一款 USB 高速（HS）信號調(diào)節(jié)器，其主要作用是補償傳輸通道中的碼間干擾（ISI）信號損失，幫助設(shè)備通過 USB 電氣合規(guī)測試。它采用了專利設(shè)計，對 USB 低速（LS）和全速率（FS）信號不產(chǎn)生影響，僅對高速信號進行補償。通過可編程的信號 AC 升壓和 DC 升壓功能，可以對設(shè)備性能進行微調(diào)，優(yōu)化連接器處的高速信號，從而適用于多種不同的應(yīng)用場景。

四、規(guī)格參數(shù)

絕對最大額定值

• 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會自動檢測連接，并自動禁用信號補償功能，同時 CD 引腳會置為高電平。

高速（HS）模式

當(dāng)檢測到高速連接時，TUSB213-Q1會根據(jù) DC_BOOST 引腳的配置和 EQ 引腳的外部下拉電阻來啟用信號補償功能，CD 引腳同樣置為高電平。

關(guān)機模式

當(dāng) RSTN 引腳置為低電平時，TUSB213-Q1進入關(guān)機模式。此時 USB 通道仍然可以正常工作，但沒有信號補償功能，CD 引腳也不會提供通道狀態(tài)指示。

I2C 模式

支持 100kHz 的 I2C 通信，可用于設(shè)備配置、狀態(tài)回讀和測試。通過 I2C 讀寫事務(wù)，可以訪問特定的寄存器，設(shè)置 AC 和 DC 升壓等級。

六、應(yīng)用與實現(xiàn)

應(yīng)用目的

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

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 主機或集線器。設(shè)計時需要注意電源電壓、I2C 支持、AC 和 DC 升壓設(shè)置等參數(shù)。同時，TUSB213-Q1需要有效的復(fù)位信號，VREG 引腳需要外接 0.1μF 的電容來穩(wěn)定核心電路。

測試程序

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

七、電源供應(yīng)建議

上電時，RSTN 引腳和電源斜坡的相互作用可能會導(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。如果無法通過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

為避免信號過孔，建議將高速走線與 TUSB213-Q1放置在同一表層。布局應(yīng)使用阻抗控制走線，以保持整個信號路徑的 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。它能夠有效補償信號損失，提升信號完整性，適用于各種 USB 設(shè)備。在設(shè)計過程中，我們需要根據(jù)具體的應(yīng)用場景和要求，合理選擇參數(shù)和進行布局，以充分發(fā)揮其性能優(yōu)勢。你在使用類似的信號調(diào)節(jié)器時遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗和見解。