高速数据设备ESD保护
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高速数据设备ESD保护

视图: 0     作者:网站编辑发布时间:2023-10-25来源: 地点

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介绍

 

随着电子产品高强度和超高数据速率的发展趋势,当功能不断实现和改进时,将不可避免地考虑其最大稳定性和可靠性。多功能,高速和稳定性,可靠性和安全性是矛盾的。讨论当前在高速数据接口线上使用的静电保护设备!

 

应用

 

1

Firewire ---以前称为IEEE 1394,是一辆高性能的串行巴士

2

显示I/O ---巴士

3

SATA II ---代表串行ATA

 

4

HDMI ---高清多媒体接口(1.966GBD / 2.7GBD / 3.0GBD / 3.4GBD)

 

静态保护ESD二极管概念

 

            单向二极管特征曲线
 

                     术语:

                     RDIFF:差分系列阻力

                     VBR:故障电压(IBR = 1MA典型)

                     VRWM:最大反向工作电压

                     VCL:夹紧电压

                     VFC:正向夹紧电压

                     IPP:峰值电流(典型8/20µs)

                  

Info-495-362

 

 

信号线的三种不同保护模式

 

1

(a)单向性

单一ESD抑制二极管

2

(b)低电容单向

组合电容减少ESD抑制二极管

3

(c)双向

两个背靠背的ESD抑制双向二极管

 

PCB设计要求

 

  • 信号线中不应有残留端。

  • 不要降低地面铜白金的有效区域以节省成本。

  • 为了缩短信号线的长度,请使用尽可能多的接地线。

  • 安装保护性 电视管,尽可能将设备铜铂位置安装在信号线上,并尽可能将电视与输入端子保持近。

 

简单信号线保护设计示例:

 

4

 

案例:单个HDMI TMDS频道

5

6

 

从上图可以看出,100OHM差分高速传输线可以被认为是随着保护设备的添加而没有保护设备的基本上没有变化的!

 

TDR测量上升时间要求

 

HDMI 1.3A标准指定的TDR测量的最大上升时间为200 ps。 相关机构通过添加ESDLC5V0D9U测量了TDR。结果如下:

 

*从上图可以看出,输入1脉冲后,保护装置的上升时间增加到180PS(上升到90%,下降到10%)。由于HDMI规范允许的阻抗的TDR测量为200 ps的上限为25%,即满足HDMI 1.3A标准要求的250PS,因此无需在设计PCB时从布局中弥补ESDLC5V0D9U的影响。

7

 

PCB设计补偿讨论

 

当有传输线上有超低电容或超高频率的要求时,例如:3.0GBD和HDMI 1.3A标准的3.0GBD和4.0GBD(指3个通道的1 HDMI TMDS连接),那么我们可以执行非常完美的补偿。

 

 

注意:Z1可以根据导体电导率计算电线阻抗值。

CD是指保护装置的电容。

L长度通常以2〜3mm的补偿长度计算。

 

8

 

(测试后,我们的Yinte研发团队汇编了上述设计思想。我们将进行进一步的研究和探索。有关更多详细信息,请注意公司的官方发布)

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