Texas Instruments TUSB211A/TUSB211A-Q1高速信號調(diào)理器是第三代USB 2.0 480Mbps調(diào)理器，可補償傳輸通道中的交流和直流損耗。交流損耗由電容負載和電阻負載的直流損耗引起。這些調(diào)理器通過邊緣升壓器加速USB 2.0高速信號的轉換邊緣，并通過直流升壓功能提高靜態(tài)電平。TUSB211A/TUSB211A-Q1調(diào)理器具有預均衡功能，可補償電纜較長應用中的碼間串擾（ISI）抖動。這些調(diào)理器可在不增加傳播延遲或延遲，或更改數(shù)據(jù)包計時的情況下提高信號質(zhì)量。這些調(diào)節(jié)器用于平板電腦、手機、電視、電纜延長器、背板、便攜式電子產(chǎn)品、臺式機、筆記本電腦和擴展塢。

數(shù)據(jù)手冊：

*附件：TUSB211A-Q1數(shù)據(jù)表.pdf

*附件：TUSB211A數(shù)據(jù)表.pdf

TUSB211A/TUSB211A-Q1調(diào)理器兼容On-The-Go（OTG）2.0、USB 2.0和電池充電（BC）1.2。這些調(diào)理器采用 RWB (X2QFN, 12) 封裝。TUSB211A/TUSB211A-Q1調(diào)理器與TUSB211、212、214、216和217 A (3.3 V) 引腳兼容。這些調(diào)理器用于平板電腦、手機、電視、電纜延伸器、背板、便攜式電子產(chǎn)品、臺式電腦、筆記本電腦和擴展塢。TUSB211A-Q1器件符合汽車應用類AEC-Q100認證。

特性

• 兼容USB 2.0、OTG 2.0和BC 1.2
• 與主機或設備無關
• 支持最長5m電纜長度
• 支持最長10m電纜長度、兩個TUSB211A設備
• 與TUSB211、212、214、216和217A (3.3V) 引腳兼容
• 電源電壓范圍：2.3V至6.5V
• 工作溫度范圍：
  • TUSB211A：
    • 0°C 至 70°C
  • TUSB211AI：
    • -40°C 至 85°C

功能框圖

簡化原理圖

TUSB211A USB 2.0高速信號調(diào)節(jié)器技術解析

一、核心特性

• 支持USB 2.0、OTG 2.0和BC 1.2協(xié)議
• 兼容低速(LS)、全速(FS)和高速(HS)信號傳輸
• 支持最長5米電纜（單設備）或10米電纜（雙設備級聯(lián)）
• 提供四種可選擇的信號均衡(EQ)設置
• 采用1.6mm×1.6mm X2QFN-12超小封裝

二、核心技術解析

2.1 信號調(diào)節(jié)技術

TUSB211A采用專利設計，通過以下技術改善信號質(zhì)量：

• ?邊緣增強器?：加速USB 2.0高速信號的轉換邊沿
• ?直流增強功能?：提高靜態(tài)電平
• ?預均衡功能?：補償長電纜應用中的符號間干擾(ISI)抖動

?性能優(yōu)勢?：

• 不改變數(shù)據(jù)包時序
• 不增加傳播延遲或延遲
• 保持USB低速和全速信號特性不變
• 幫助系統(tǒng)通過USB 2.0高速近端眼圖合規(guī)性測試

2.2 工作模式

TUSB211A支持多種工作模式，通過內(nèi)部狀態(tài)機自動檢測并切換：

1. ? 低速模式(LS) ?：
   • 自動檢測LS連接
   • 不啟用信號補償
   • CD引腳置高，ENA_HS保持低
2. ? 全速模式(FS) ?：
   • 自動檢測FS連接
   • 不啟用信號補償
   • CD引腳置高，ENA_HS保持低
3. ? 高速模式(HS) ?：
   • 自動檢測HS連接
   • 根據(jù)EQ引腳配置啟用信號補償
   • CD和ENA_HS引腳均置高
4. ?關機模式?：
   • RSTN引腳置低時激活
   • DP/DM信號直通
   • 無信號補償功能
   • CD和ENA_HS引腳均置低

三、硬件設計指南

3.1 引腳配置

TUSB211A采用12引腳X2QFN封裝，關鍵引腳功能如下：

3.2 電源設計建議

1. ?上電時序要求?：
   • VCC必須穩(wěn)定在最小推薦電壓以上才能釋放RSTN
   • RSTN有效斷言最小寬度：100μs
   • VCC穩(wěn)定到RSTN釋放時間：≥300μs
   • RSTN釋放后設備就緒時間：≤500μs
2. ?去耦設計?：
   • VCC引腳：建議并聯(lián)10μF X7R陶瓷電容和0.1μF電容
   • RSTN引腳：當無MCU驅動時，需加0.1μF電容到地

3.3 布局建議

1. ?差分走線?：
   • 保持90Ω差分阻抗
   • 器件下方走線寬度與焊盤匹配
   • 盡量減少過孔使用
2. ?分區(qū)布局?：
   • 高壓與低壓走線分層布置
   • 模擬與數(shù)字地適當分割
   • 關鍵信號遠離高頻噪聲源

四、典型應用方案

4.1 筆記本電腦USB端口增強

?設計要點?：

• 將TUSB211A放置在靠近USB連接器的位置
• 選擇EQ Level 1（1.8kΩ下拉電阻）
• 使用CD信號控制下游電源管理
• 典型電流消耗：22mA（HS活動模式）

?性能改善?：

• 5米電纜的眼圖合規(guī)性提升>40%
• 信號抖動減少約35%

4.2 主動式USB延長線

?級聯(lián)設計?：

• 兩片TUSB211A級聯(lián)支持10米傳輸
• 第一片靠近主機端，EQ Level 1
• 第二片靠近設備端，EQ Level 2
• 通過DOUT引腳實現(xiàn)菊花鏈控制

?關鍵參數(shù)?：

• 系統(tǒng)總延遲：<10ns
• 支持480Mbps全速傳輸
• 滿足USB-IF延長線認證要求

五、調(diào)試與測試

5.1 EQ設置優(yōu)化

TUSB211A提供4級EQ設置，通過EQ引腳的外部下拉電阻選擇：

?調(diào)試建議?：

1. 從EQ Level 0開始測試
2. 逐步提高EQ等級直至眼圖合規(guī)
3. 每次EQ變更需復位器件(RSTN引腳觸發(fā))

5.2 眼圖測試方法

?主機端測試流程?：

1. 配置所需EQ設置并上電TUSB211A
2. 通過SMA電纜連接示波器和USB-IF測試夾具
3. 主機發(fā)送USB TEST_PACKET
4. 執(zhí)行示波器USB合規(guī)性軟件
5. 重復測試不同EQ設置（需復位）

?設備端測試流程?：

1. 配置TUSB211A并連接測試系統(tǒng)
2. 主機枚舉設備后發(fā)送TEST_PACKET
3. 測試夾具切換至TEST位置測量
4. 分析眼圖模板合規(guī)性

六、選型與擴展

6.1 器件選型

TUSB211A提供兩種溫度等級型號：

• TUSB211A：0°C至70°C
• TUSB211AI：-40°C至85°C

?封裝信息?：

• 12引腳X2QFN封裝
• 體尺寸：1.6mm×1.6mm
• 卷帶包裝，每卷3000片

6.2 系統(tǒng)擴展

TUSB211A支持多片級聯(lián)應用：

• 最多4片級聯(lián)
• 通過DOUT引腳連接下一片的DIN
• 共用CLK和LE信號
• 適合高損耗背板應用

?級聯(lián)優(yōu)勢?：

• 延長有效傳輸距離
• 改善多連接器系統(tǒng)的信號完整性
• 統(tǒng)一控制簡化設計