USB從問(wèn)世以來(lái),至今發(fā)展已有近30年的歷史,從最早的USB1.0到現(xiàn)今的USB4,其接口包含了USB Type-A、Type-B與Type-C。USB 規(guī)范隨著科技進(jìn)步不斷更疊,不僅在傳輸速度不斷提升,在應(yīng)用領(lǐng)域亦不斷擴(kuò)增。百佳泰在此篇文中將著墨大家普遍使用在PC或大型設(shè)備上的Type-A界面。雖然Type-A接口在技術(shù)上已是相當(dāng)久的產(chǎn)品,在速度上兼容了低速USB2.0 (480Mbps) 以及高速Superspeed (5Gbps) / Superspeed+(10Gbps),但正因這種設(shè)計(jì)方式,代表著廠商在設(shè)計(jì)連接器時(shí),更要注意在內(nèi)部訊號(hào)pin的排列設(shè)計(jì)方式是否適當(dāng),而能減少互擾的情況發(fā)生。
USB Type-A界面蘊(yùn)含潛在風(fēng)險(xiǎn),百佳泰提二案例說(shuō)明與化解
淺在風(fēng)險(xiǎn)
如前所述,雖然Type-A接口已是技術(shù)很成熟的產(chǎn)品,但由于中小型傳產(chǎn)可能對(duì)于PCB的設(shè)計(jì)以及制作能力不甚孰悉,導(dǎo)致可能無(wú)法制作出可以通過(guò)協(xié)會(huì)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的高頻治具板。再者,Type-A接口雖然是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn),但外部訊號(hào)pin腳的設(shè)計(jì)可以有SMD或是Dip的方式,以及每個(gè)訊號(hào)pin間的距離以及寬度并未強(qiáng)制規(guī)定,因此會(huì)依據(jù)不同的設(shè)計(jì)而有不同的排列,這在高頻的電磁波運(yùn)行上就可能會(huì)產(chǎn)生不同的干擾,所以在高頻治具板的設(shè)計(jì)上就須多加以斟酌考慮。此外,以應(yīng)用在主機(jī)Host上雙層、三層、四層設(shè)計(jì)的Type-A接口來(lái)說(shuō),這些和單層設(shè)計(jì)的Type-A相比來(lái)說(shuō)更是復(fù)雜了
解決方案
百佳泰在高頻領(lǐng)域上深耕多年,已幫助眾多客戶解決此方面的難題。
以USB Type-A界面最高的USB 3.1來(lái)看,高頻認(rèn)證項(xiàng)目有Attenuation、Differential Impedance與Near-End and Far-End Crosstalk等項(xiàng)目。依照經(jīng)驗(yàn),過(guò)往客戶在每個(gè)項(xiàng)目或上多或少皆會(huì)有Fail的情況發(fā)生,但因連接器設(shè)計(jì)上的不同,所以解決方式也會(huì)有所差異,以下列舉兩個(gè)案例來(lái)觀之:
Case 1?? A公司的USB3.0 Type-A Receptacle Connector 其 D+&D-pin SMD pad面積大,造成接觸面 Impedance偏低的狀況發(fā)生。
Solution 此案在高頻版制作過(guò)程設(shè)計(jì)中,對(duì) D+ &D-的阻抗設(shè)計(jì)做最佳的匹配調(diào)整,避免在之后的測(cè)試會(huì)因此而有所差異而Fail。
PCB Tweaked后量測(cè)
Case 2?? B公司的USB3.0 Type-A Receptacle Connector 設(shè)計(jì)為pin腳為包覆在鐵殼內(nèi)的設(shè)計(jì),測(cè)試后此設(shè)計(jì)會(huì)造成 Near End Crosstalk (SS:TX/RX)超過(guò)協(xié)會(huì)規(guī)范 (3.6mV)而Fail。
Solution? 經(jīng)過(guò)驗(yàn)證,其問(wèn)題點(diǎn)為鐵殼內(nèi)部的GND與PCB接地性不佳所造成,透過(guò)加強(qiáng)內(nèi)外部鐵殼與PCB GND連接,使其訊號(hào)完整性提高而Pass。
PCB Tweaked后量測(cè)
Faster, Easier, Better!百佳泰 USB Type-A顧問(wèn)服務(wù)
在解決問(wèn)題的過(guò)程中,百佳泰使用「專(zhuān)業(yè)高頻的儀器設(shè)備,搭配豐富的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)與知識(shí)」,能提供客戶精確的量測(cè)結(jié)果,并創(chuàng)造多元的解決方案。
Faster
百佳泰不僅擁有超過(guò)30年以上的專(zhuān)業(yè)實(shí)績(jī)、專(zhuān)業(yè)的技術(shù)團(tuán)隊(duì)以及一應(yīng)俱全的測(cè)試環(huán)境與高規(guī)格的儀器設(shè)備,能提供快速且正確的量測(cè)結(jié)果。
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能提供專(zhuān)業(yè)的治具設(shè)計(jì)及產(chǎn)品量測(cè)服務(wù),與客戶一同為產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)。
Better
百佳泰累積多年的豐富項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)及能力,有充足的量測(cè)經(jīng)驗(yàn)來(lái)解讀儀器的曲線含義,幫助客戶解決細(xì)節(jié)問(wèn)題。