一、USB TYPE-C簡(jiǎn)介
隨著蘋(píng)果公司4月份 New MacBook的發(fā)布，支持正反插的USB TYPE-C瞬間名滿(mǎn)全世界；隨后聯(lián)想、小米等知名企業(yè)紛紛推出USB TYPE-C方案的新產(chǎn)品，USB TYPE-C方案正式走向了新產(chǎn)品應(yīng)用的熱潮；
USB TYPE-C的亮點(diǎn)在于更加纖薄的設(shè)計(jì)、更快的傳輸速度（最高10Gbps）以及更強(qiáng)悍的電力傳輸（最高100W），但是高達(dá)10GBPS的傳輸速度必然導(dǎo)致端口的輻射超標(biāo)嚴(yán)重；而功率大、速度快特征對(duì)端口防護(hù)器件有了更高要求；如何有效、簡(jiǎn)潔的做出性?xún)r(jià)比高的方案便成了硬件工程師的難題。本文從輻射發(fā)射和抗擾度兩個(gè)方面為大家提供性?xún)r(jià)比高的EMC解決方案，希望對(duì)大家有所幫助。
二、TYPE-C腳位定義
腳位說(shuō)明：
數(shù)據(jù)傳輸主要有TX/RX兩組差分信號(hào)，CC1和CC2是兩個(gè)關(guān)鍵引腳，作用很多：探測(cè)連接，區(qū)分正反面，區(qū)分DFP和UFP，也就是主從配置Vbus，有USB Type-C和USB Power Delivery兩種模式。配置Vconn，當(dāng)線(xiàn)纜里有芯片的時(shí)候，一個(gè)cc傳輸信號(hào)，一個(gè)cc變成供電Vconn。配置其他模式，如接音頻配件時(shí)，Dp，Pcie時(shí)電源和地都有4個(gè)。
三、TYPE-C的EMC問(wèn)題點(diǎn)
1、高達(dá)10GBPS的傳輸速度必然導(dǎo)致端口的輻射超標(biāo)嚴(yán)重；
2、TYPE-C電壓范圍廣、功率大、速度快特征對(duì)端口防護(hù)器件有了更高要求；
四、處理措施
（一)、TYPE-C的EMI問(wèn)題；
問(wèn)題點(diǎn)：高速數(shù)據(jù)交換時(shí)產(chǎn)生的共模輻射，例如240MHZ、480MHZ、720MHZ等；
措施：在差分線(xiàn)上增加43R共模濾波器;
數(shù)據(jù)對(duì)比：
說(shuō)明：增加共模濾波器后，480MHZ下降明顯；
（二）、TYPE-C的ESD問(wèn)題；
問(wèn)題點(diǎn)：對(duì)TYPE-C端口進(jìn)行靜電放電時(shí)，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)死機(jī)或數(shù)據(jù)交換中斷；
措施：在差分線(xiàn)上增加0.4PF的TVS排；
說(shuō)明：在信號(hào)線(xiàn)上增加TVS，能有效抑制靜電對(duì)系統(tǒng)的影響。
（三)、TYPE-C的EMC問(wèn)題處理；
處理：在差分線(xiàn)上增加帶靜電防護(hù)的共模濾波器
說(shuō)明：帶靜電防護(hù)的共模濾波器能最大限度的節(jié)省PCB的有限空間，便于優(yōu)化走線(xiàn)，提升EMC性能。
五、PCB layout注意事項(xiàng)
（一）差分對(duì)走線(xiàn)要求
1、差分線(xiàn)上不應(yīng)加磁珠或者電容等濾波措施,否則會(huì)嚴(yán)重影響差分線(xiàn)的阻抗。
2、差分信號(hào)線(xiàn)要求至少緊鄰一個(gè)地平面，兩側(cè)都緊鄰地平面最好。
3、保持USB2.O差分線(xiàn)下端地層完整性,如果分割差分線(xiàn)下端的地層,會(huì)造成差分線(xiàn)阻抗的不連續(xù)性，并會(huì)增加外部噪聲對(duì)差分線(xiàn)的影響。
4、在差分線(xiàn)的布線(xiàn)過(guò)程中,應(yīng)避免在差分線(xiàn)上放置過(guò)孔(via),過(guò)孔會(huì)造成差分線(xiàn)阻抗失調(diào)。如果必須要通過(guò)放置過(guò)孔才能完成差分線(xiàn)的布線(xiàn),那么應(yīng)盡量使用小尺寸的過(guò)孔,并保持差分線(xiàn)在一個(gè)信號(hào)層上。
5、保證差分線(xiàn)的線(xiàn)間距在走線(xiàn)過(guò)程中的一致性，差分線(xiàn)要盡量等長(zhǎng)，如果兩根線(xiàn)長(zhǎng)度相差較大時(shí)，可以繪制蛇行線(xiàn)增加短線(xiàn)長(zhǎng)度。
6、在繪制差分線(xiàn)的過(guò)程中，使用45°彎角或圓弧彎角來(lái)代替90°彎角，并盡量在差分線(xiàn)周?chē)?50mil范圍內(nèi)不要走其他的信號(hào)線(xiàn)，特別是邊沿比較陡峭的數(shù)字信號(hào)線(xiàn)更加要注意其走線(xiàn)不能影響差分線(xiàn)。
（二）在繪制電源線(xiàn)、信號(hào)地和保護(hù)地時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
1、插座的1、2、3、4 腳應(yīng)在信號(hào)地的包圍范圍內(nèi)，而不是在保護(hù)地的包圍范圍內(nèi)。
2、差分信號(hào)線(xiàn)和其他信號(hào)線(xiàn)在走線(xiàn)的時(shí)候不應(yīng)與保護(hù)地層出現(xiàn)交疊。
3、電源層和信號(hào)地層在覆銅的時(shí)候要注意不應(yīng)與保護(hù)地層出現(xiàn)交疊。
4、電源層要比信號(hào)地層內(nèi)縮20H，H為電源層與信號(hào)地層之間的距離。
5、如果差分線(xiàn)所在層的信號(hào)地需要大面積覆銅，注意信號(hào)地與差分線(xiàn)之間要保證35mil以上的間距，以免覆銅后降低差分線(xiàn)的阻抗。
6、在其他信號(hào)層可以放置一些具有信號(hào)地屬性的過(guò)孔，增加信號(hào)地的連接性，縮短信號(hào)電流回流路徑。
7、在電源線(xiàn)和PCB板的電源線(xiàn)上，可以加磁珠增加電源的抗干擾能力。 |
