TUSB216：USB 2.0 高速信號(hào)調(diào)節(jié)的理想之選

在當(dāng)今數(shù)字化時(shí)代，USB 接口已經(jīng)成為電子設(shè)備中不可或缺的一部分。然而，隨著數(shù)據(jù)傳輸速度的不斷提高，信號(hào)在傳輸過(guò)程中面臨著各種挑戰(zhàn)，如交流損失、直流損失、碼間串?dāng)_等。TI 公司的 TUSB216 作為第三代 USB 2.0 高速信號(hào)調(diào)節(jié)器，為解決這些問(wèn)題提供了有效的解決方案。本文將詳細(xì)介紹 TUSB216 的特性、應(yīng)用、技術(shù)參數(shù)及設(shè)計(jì)要點(diǎn)，希望能為電子工程師在相關(guān)設(shè)計(jì)中提供有價(jià)值的參考。

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一、TUSB216 特性解析

1. 信號(hào)調(diào)節(jié)能力卓越

TUSB216 能夠補(bǔ)償傳輸通道中的交流損失（由于電容性負(fù)載）和直流損失（由于電阻性負(fù)載）。它采用專利設(shè)計(jì)，通過(guò)邊緣加速器加速 USB 2.0 高速信號(hào)的傳輸邊緣，并通過(guò)直流升壓功能提高靜態(tài)電平，有效改善信號(hào)質(zhì)量。其預(yù)均衡功能還能提高接收器的靈敏度，補(bǔ)償較長(zhǎng)線纜應(yīng)用中的碼間串?dāng)_（ISI）抖動(dòng)，支持長(zhǎng)達(dá) 10m 的電纜和兩臺(tái) TUSB216 器件級(jí)聯(lián)使用。

2. 電源適應(yīng)性強(qiáng)

寬電源電壓范圍為 2.3V 至 6.5V，這使得 TUSB216 在不同電源環(huán)境下都能穩(wěn)定工作，為設(shè)計(jì)帶來(lái)了更大的靈活性。

3. 低功耗設(shè)計(jì)

具有超低 USB 斷開(kāi)和關(guān)斷功耗，在不同工作模式下，如高速活動(dòng)、空閑、暫停、全速等模式，都能保持較低的電流消耗，有助于降低系統(tǒng)整體功耗。

4. 兼容性良好

與 USB 2.0、OTG 2.0 和 BC 1.2 兼容，集成了 BC 1.2 CDP 電池充電控制器，主機(jī)或器件無(wú)關(guān)，可廣泛應(yīng)用于各種 USB 設(shè)備中。

5. 多模式支持

支持低速、全速和高速信號(hào)傳輸，通過(guò)外部下拉電阻器值可實(shí)現(xiàn)四種可選的信號(hào)增強(qiáng)（邊沿升壓與直流升壓）設(shè)置，通過(guò)上拉或下拉可實(shí)現(xiàn)三種可選的 RX 靈敏度設(shè)置，以適應(yīng)不同的應(yīng)用場(chǎng)景。

二、TUSB216 應(yīng)用領(lǐng)域廣泛

1. 計(jì)算機(jī)及周邊設(shè)備

適用于筆記本電腦、臺(tái)式機(jī)或擴(kuò)展塢，可幫助系統(tǒng)通過(guò) USB 2.0 高速近端眼圖合規(guī)性測(cè)試，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性。

2. 便攜式電子產(chǎn)品

如平板電腦、手機(jī)等，TUSB216 能夠補(bǔ)償傳輸通道中的信號(hào)損失，確保數(shù)據(jù)的高速、準(zhǔn)確傳輸，同時(shí)其低功耗特性也符合便攜式設(shè)備對(duì)電池續(xù)航的要求。

3. 其他應(yīng)用

還可應(yīng)用于電視、有源電纜、電纜擴(kuò)展器、背板等領(lǐng)域，為這些設(shè)備的 USB 接口提供信號(hào)調(diào)節(jié)功能。

三、技術(shù)參數(shù)與性能保障

1. 絕對(duì)最大額定值與推薦工作條件

明確了 TUSB216 在不同參數(shù)下的絕對(duì)最大額定值和推薦工作條件，如電源電壓、溫度范圍、引腳電壓等。在設(shè)計(jì)時(shí)，必須嚴(yán)格遵循這些參數(shù)，以確保器件的正常工作和可靠性。例如，電源電壓的絕對(duì)最大額定值為 -0.3V 至 7V，而推薦工作電壓范圍為 2.3V 至 6.5V。

2. ESD 評(píng)級(jí)

具有一定的靜電放電（ESD）防護(hù)能力，人體模型（HBM）為 ±2000V，帶電設(shè)備模型（CDM）為 ±750V，這有助于保護(hù)器件在生產(chǎn)和使用過(guò)程中免受靜電損壞。

3. 電氣特性與開(kāi)關(guān)特性

詳細(xì)列出了 TUSB216 在不同工作模式下的電流消耗、控制引腳泄漏電流、輸入輸出電壓等電氣特性，以及開(kāi)關(guān)特性和時(shí)序要求。這些參數(shù)為電路設(shè)計(jì)和性能評(píng)估提供了重要依據(jù)。

四、設(shè)計(jì)要點(diǎn)與注意事項(xiàng)

1. 電源供應(yīng)與復(fù)位

在電源上電時(shí)，RSTN 引腳和電源斜坡的相互作用可能導(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，在電源斜坡穩(wěn)定到最小推薦電源電壓或更高之前，不應(yīng)使能器件。如果無(wú)法通過(guò)微控制器或其他電路將 RSTN 引腳保持低電平直到電源斜坡穩(wěn)定，則需要從 RSTN 引腳到 GND 連接一個(gè)外部電容器，以將器件保持在低功耗復(fù)位狀態(tài)。

2. BOOST 與 RX 靈敏度設(shè)置

理想的 BOOST 設(shè)置取決于目標(biāo)平臺(tái)的信號(hào)鏈損失特性，建議從 BOOST 級(jí)別 0 開(kāi)始，逐步遞增。RX 靈敏度設(shè)置也類似，建議從低靈敏度級(jí)別開(kāi)始。為使 TUSB216 識(shí)別 BOOST 設(shè)置的任何更改，必須切換 RSTN 引腳，因?yàn)?BOOST 引腳在電源上電時(shí)被鎖存，之后將忽略該引腳的變化。

3. 布局設(shè)計(jì)

雖然焊盤(pán)圖案的走線寬度與焊盤(pán)寬度匹配，但最佳阻抗控制基于用戶自己的 PCB 疊層。建議在器件下方保持 90Ω 差分走線，以確保信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。

五、總結(jié)與展望

TUSB216 憑借其卓越的信號(hào)調(diào)節(jié)能力、廣泛的兼容性、低功耗設(shè)計(jì)和靈活的設(shè)置選項(xiàng)，成為 USB 2.0 高速信號(hào)調(diào)節(jié)的理想選擇。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，電子工程師需要充分了解其特性和技術(shù)參數(shù)，遵循設(shè)計(jì)要點(diǎn)和注意事項(xiàng)，以確保系統(tǒng)的性能和可靠性。隨著 USB 技術(shù)的不斷發(fā)展，相信 TUSB216 及其相關(guān)技術(shù)將在更多領(lǐng)域得到應(yīng)用和發(fā)展。

各位電子工程師們，在你們的設(shè)計(jì)中是否遇到過(guò) USB 信號(hào)傳輸?shù)碾y題？TUSB216 是否能為你們的項(xiàng)目帶來(lái)新的解決方案呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你們的經(jīng)驗(yàn)和想法。