强大的TYPE-C方案,简洁有效的EMC对策

 强大的TYPE-C方案,简洁有效的EMC对策

一、USB TYPE-C简介

随着苹果公司4月份 New MacBook的发布,支持正反插的USB TYPE-C瞬间名满全世界;随后联想、小米等知名企业纷纷推出USB TYPE-C方案的新产品,USB TYPE-C方案正式走向了新产品应用的热潮;

USB TYPE-C的亮点在于更加纤薄的设计、更快的传输速度(最高10Gbps)以及更强悍的电力传输(最高100W),但是高达10GBPS的传输速度必然导致端口的辐射超标严重;而功率大、速度快特征对端口防护器件有了更高要求;如何有效、简洁的做出性价比高的方案便成了硬件工程师的难题。本文从辐射发射和抗扰度两个方面为大家提供性价比高的EMC解决方案,希望对大家有所帮助。

二、TYPE-C脚位定义

 强大的TYPE-C方案,简洁有效的EMC对策

脚位说明:

数据传输主要有TX/RX两组差分信号,CC1和CC2是两个关键引脚,作用很多:探测连接,区分正反面,区分DFP和UFP,也就是主从配置Vbus,有USB Type-C和USB Power Delivery两种模式。配置Vconn,当线缆里有芯片的时候,一个cc传输信号,一个cc变成供电Vconn。配置其他模式,如接音频配件时,Dp,Pcie时电源和地都有4个。

三、TYPE-C的EMC问题点

1、高达10GBPS的传输速度必然导致端口的辐射超标严重;
2、TYPE-C电压范围广、功率大、速度快特征对端口防护器件有了更高要求;

四、处理措施

(一)、TYPE-C的EMI问题;
问题点:高速数据交换时产生的共模辐射,例如240MHZ、480MHZ、720MHZ等;

 强大的TYPE-C方案,简洁有效的EMC对策

措施:在差分线上增加43R共模滤波器;

数据对比:

 强大的TYPE-C方案,简洁有效的EMC对策

 强大的TYPE-C方案,简洁有效的EMC对策

说明:增加共模滤波器后,480MHZ下降明显;

(二)、TYPE-C的ESD问题;

问题点:对TYPE-C端口进行静电放电时,会导致系统死机或数据交换中断;
措施:在差分线上增加0.4PF的TVS排;

 强大的TYPE-C方案,简洁有效的EMC对策

说明:在信号线上增加TVS,能有效抑制静电对系统的影响。

(三)、TYPE-C的EMC问题处理;
处理:在差分线上增加带静电防护的共模滤波器

 强大的TYPE-C方案,简洁有效的EMC对策

说明:带静电防护的共模滤波器能最大限度的节省PCB的有限空间,便于优化走线,提升EMC性能。

五、PCB layout注意事项

(一)差分对走线要求

1、差分线上不应加磁珠或者电容等滤波措施,否则会严重影响差分线的阻抗。
2、差分信号线要求至少紧邻一个地平面,两侧都紧邻地平面最好。
3、保持USB2.O差分线下端地层完整性,如果分割差分线下端的地层,会造成差分线阻抗的不连续性,并会增加外部噪声对差分线的影响。
4、在差分线的布线过程中,应避免在差分线上放置过孔(via),过孔会造成差分线阻抗失调。如果必须要通过放置过孔才能完成差分线的布线,那么应尽量使用小尺寸的过孔,并保持差分线在一个信号层上。
5、保证差分线的线间距在走线过程中的一致性,差分线要尽量等长,如果两根线长度相差较大时,可以绘制蛇行线增加短线长度。
6、在绘制差分线的过程中,使用45°弯角或圆弧弯角来代替90°弯角,并尽量在差分线周围的150mil范围内不要走其他的信号线,特别是边沿比较陡峭的数字信号线更加要注意其走线不能影响差分线。

(二)在绘制电源线、信号地和保护地时,应注意以下几点:

1、插座的1、2、3、4 脚应在信号地的包围范围内,而不是在保护地的包围范围内。
2、差分信号线和其他信号线在走线的时候不应与保护地层出现交叠。
3、电源层和信号地层在覆铜的时候要注意不应与保护地层出现交叠。
4、电源层要比信号地层内缩20H,H为电源层与信号地层之间的距离。
5、如果差分线所在层的信号地需要大面积覆铜,注意信号地与差分线之间要保证35mil以上的间距,以免覆铜后降低差分线的阻抗。
6、在其他信号层可以放置一些具有信号地属性的过孔,增加信号地的连接性,缩短信号电流回流路径。
7、在电源线和PCB板的电源线上,可以加磁珠增加电源的抗干扰能力。

用户喜欢...

三相无刷PMSM 支持所有电机控制解决方案的快速开发系统

The FlexMC Motor Control Development PlatformTM是支持所有电机控制解决方案的快速开发系统。 FlexMC KitTM通过基于模型的强大设计工具帮助您加快产品上市并提高性能。 ADI/Boston Engineering解决方案集硬件、...


7 轴集成式解决方案(陀螺仪 + 加速计 + 压力)

InvenSense 的 ICM 20789 是 7 轴高性能集成式 6 轴惯性和气压压力传感器 InvenSense7 轴 ICM-20789 是一款集成的 6 轴惯性器件,结合了 3 轴陀螺仪、3 轴加速计和超低噪声 MEMS 电容式压力传感器,采用...


SmartMotion 开发解决方案具有 Microchip Technology SAMG55 主机控制器和 InvenSense 运动传感器

SmartMotion 开发平台 TDK 的 SmartMotion 开发解决方案具有 Microchip Technology SAMG55 主机控制器和 InvenSense 运动传感器 TDKSmartMotion 平台是InvenSense运动传感器设备的全面开发套件。该平台围绕Microchip的...


可实现更佳充电灵活性的谐振式无线充电解决方案

可实现更佳充电灵活性的谐振式无线充电解决方案 谐振式无线充电技术利用磁共振在松散耦合的线圈之间传输功率,工作频率为 6.78 MHz。 对于要求充电时发射器与接收器线圈无需精准对准的应...


Infineon 面向智能手机、可穿戴设备和服务机器人的无线充电解决方案

Infineon 面向智能手机、可穿戴设备和服务机器人的无线充电解决方案 可确保绝佳用户体验的高性价比系统解决方案 无线电源在市场驱动下一直在不断增长,并且预期未来亦会持续对我们的日常...


LTE Cat M1 模块为辅助生活系统的宽带和智能手机提供替代方案

过去几年中,工业设施已着手提高其制造流程的效率。利用现有技术,工业的自动化程度、精度水平和处理数据量均有所提高。所有这些都在迅速地让制造商更加接近实现工业 4.0 所能提供的好...


NXP与Amazon FreeRTOS携手 LPC54018 IoT解决方案

LPC54018 IoT解决方案由恩智浦与Embedded Artists携手开发,该解决方案是一款独立式高性能微控制器解决方案,适用于开发支持AWS的产品。该解决方案包含一个基于LPC54018的模块,提供板载Wi-Fi和用于...



由电池和充电解决方案驱动的EV成功案例

全电动车(EV)现在可用。那么,什么让你不买?当然,答案是旅行的范围 - 即使是最好的电动汽车的范围大约200英里充满电。这大约是典型的内燃机(ICE)车辆的一半。这个限制将会推迟潜在...


为工业物联网设计强大的系统

物联网(IoT)和工业物联网(IoT)具有将传感器数据流转换为有用信息的共同目标。然而,对于开发人员而言,显着差异在于基本要求,包括功耗,连接性,设计可靠性和稳健性。 对于物联网...


PAN1760A蓝牙低功耗解决方案

Panasonic PAN1760A蓝牙低功耗模块是下一代Bluetooth射频模块,设有超低功耗蓝牙低功耗片上系统 (SoC),适用于高级无线连接和物联网设计。支持强制和可选的Bluetooth 4.2功能。该模块采用带有单线调...


Microsemi ZL70550超低功耗射频应用开发方案

Microsemi ZL70550应用开发套件(ADK)支持快速评估、建立原型和开发基于Microsemi ZL70550超低功耗Sub-GHz射频收发器的通信系统。 该套件结合了硬件和软件,可轻松创建端到端通信系统。 开发人员使用...


MAX30001 生物电势模拟前端 (AFE) 解决方案

Maxim Integrated MAX30001生物电势模拟前端 (AFE) 解决方案是完整的生物电势和生物阻抗 (BioZ) AFE解决方案,非常适合用于可穿戴应用。高性能MAX30001具有超低功耗,延长了电池使用寿命,可用于临床...


nRF52是可穿戴产品、人机接口设备(比如遥控器、玩具、智能家居设备和电器)以及无线充电应用的理想单芯片解决方案

Nordic Semiconductor nRF52系列SoC Nordic Semiconductor nRF52系列SoC运行频率为64MHz 、 EEMBC Coremark评分215 、能效达90 Coremark/mA,同时具有39A/MHz (闪存)和30A/MHz (RAM)的功耗 。nRF52系列用于在最短的时间内快速执...


工业4.0:最大的问题可能是你听不到的噪音

我们都知道,工厂的地板可能是一个嘈杂的地方:噪音引起的听力损失是美国最常见的职业病之一,但不仅是人类有风险。尤其是自工业物联网(IIoT)(也称为工厂4.0)到来以来,看不见的和...


先进动力总成控制的挑战与解决方案

每一代新一代动力总成控制系统设计人员都面临着更高复杂性和更高计算性能的挑战。在全球法规的推动下,性能要求包括增加吞吐量,内存,外设和高级封装功能。越来越严格的排放法规,以...