TYPE-C接口EMC设计.pdf

强大的TYPE-C 方案，简洁有效的EMC 对策 深圳韬略科技 一、USB TYPE-C 简介 随着苹果公司4 月份 New MacBook 的发布，支持正反插的USB TYPE-C 瞬间名满全世 界；随后联想、小米等知名企业纷纷推出USB TYPE-C 方案的新产品，USB TYPE-C 方案 正式走向了新产品应用的热潮； USB TYPE-C 的亮点在于更加纤薄的设计、更快的传输速度（最高10Gbps）以及更强 悍的电力传输（最高100W），但是高达10GBPS 的传输速度必然导致端口的辐射超标严重； 而功率大、速度快特征对端口防护器件有了更高要求；如何有效、简洁的做出性价比高的方 案便成了硬件工程师的难题。本文从辐射发射和抗扰度两个方面为大家提供性价比高的 EMC 解决方案，希望对大家有所帮助。 二、TYPE-C 脚位定义 脚位说明： 数据传输主要有TX/RX 两组差分信号，CC1 和CC2 是两个关键引脚，作用很多： 探测连接，区分正反面，区分DFP 和UFP ，也就是主从配置Vbus ，有USB Type-C 和USB Power Delivery 两种模式。配置Vconn ，当线缆里有芯片的时候，一个cc 传输信号，一个cc 变成供电Vconn 。配置其他模式，如接音频配件时，Dp ，Pcie 时电源和地都有4 个。 三、TYPE-C 的EMC 问题点 1、高达10GBPS 的传输速度必然导致端口的辐射超标严重； 2 、TYPE-C 电压范围广、功率大、速度快特征对端口防护器件有了更高要求； 四、处理措施 （一) 、TYPE-C 的EMI 问题； 问题点：高速数据交换时产生的共模辐射，例如240MHZ、480MHZ 、720MHZ 等； 措施：在差分线上增加43R 共模滤波器; 数据对比： 说明：增加共模滤波器后，480MHZ 下降明显； （二）、TYPE-C 的ESD 问题； 问题点：对TYPE-C 端口进行静电放电时，会导致系统死机或数据交换中断； 措施：在差分线上增加0.4PF 的TVS 排； 说明：在信号线上增加TVS，能有效抑制静电对系统的影响。 （三) 、TYPE-C 的EMC 问题处理； 处理：在差分线上增加带静电防护的共模滤波器 说明：带静电防护的共模滤波器能最大限度的节省PCB 的有限空间，便于优化走线，提升 EMC 性能。 五、PCB layout 注意事项 （一）差分对走线要求 1、差分线上不应加磁珠或者电容等滤波措施,否则会严重影响差分线的阻抗。 2、差分信号线要求至少紧邻一个地平面，两侧都紧邻地平面最好。 3、保持USB2.O 差分线下端地层完整性,如果分割差分线下端的地层,会造成差分线 阻抗的不连续性，并会增加外部噪声对差分线的影响。 4、在差分线的布线过程中,应避免在差分线上放置过孔(via),过孔会造成差分线阻 抗失调。如果必须要通过放置过孔才能完成差分线的布线,那么应尽量使用小尺 寸的过孔,并保持差分线在一个信号层上。 5、保证差分线的线间距在走线过程中的一致性，差分线要尽量等长，如果两根线长 度相差较大时，可以绘制蛇行线增加短线长度。 6、在绘制差分线的过程中，使用45°弯角或圆弧弯角来代替90°弯角，并尽量在差 分线周围的150mil 范围内不要走其他的信号线，特别是边沿比较陡峭的数字信号 线更加要注意其走线不能影响差分线。 （二）在绘制电源线、信号地和保护地时，应注意以下几点： 1、插座的1、2、3、4 脚应在信号地的包围范围内，而不是在保护地的包围范 围内。 2、差分信号线和其他信号线在走线的时候不应与保护地层出现交叠。 3、电源层和信号地层在覆铜的时候要注意不应与保护地层出现交叠。 4、电源层要比信号地层内缩20H，H 为电源层与信号地层之间的距离。 5、如果差分线所在层的信号地需要大面积覆铜，注意信号地与差分线之间要保 证35mil 以上的间距，以免覆铜后降低差分线的阻抗。 6、在其他信号层可以放置一些具有信号地属性的过孔，增加信号地的连接性， 缩短信号电流回流路径。 7、在电源线和PCB 板的电源线上，可