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利用DFN1210封裝雙通道TVS降低高速傳輸的crosstalk現象2019/12/03

 

  在近代電子產品中,輕薄短小已經是基本的要求,以致於PCB所能運用的面積越來越小,layout走線的密度隨之增大,且由於高速訊號當中的頻率不斷提高以加強傳輸速率,訊號的上升時間也跟著傳輸協定的更迭而縮短,以上種種的因素都導致於信號完整性(signal integrity )的問題愈趨棘手,也使得硬體工程師的設計彈性逐漸壓縮。而在訊號完整性的問題當中,串擾(crosstlak)扮演著不可忽視的角色,串擾指的是干擾信號由一條動態線傳播至相鄰的靜態線,每兩條訊號線之間皆存在著串擾,我們可能在chipsetpackagePCBconnectorcable等物理層中看到串擾的問題。 串擾透過疊加的方式超過一定容限的話,將會引起訊號線的誤動作,導致電子產品無法正常做動,所以了解串擾如何產生以及如何降低串擾的影響,對於工程師來說是相當重要的課題。

 

  串擾的來源是由訊號在傳輸線上以電磁場耦合的形式,在相鄰的傳輸線上以非期望的電壓及電流的干擾,而這些電磁場會延伸至周圍的空間當中,我們稱為邊緣場。靜態線產生干擾噪音的原因就是動態線上的電流以及電壓發生變化,進而產生邊緣場使的動態線以及靜態線之間發生感性耦合以及容性耦合。

 

  容性耦合是在動態線上有訊號傳輸時,訊號邊緣電壓的變化使動態線上的耦合電容感應出時變電場,靜態線受此時變電場變化而產生感應電流,我們可以將此訊號的邊緣是為沿動態線位移之電流源,而在此電流源移動過程中,透過耦合電容在靜態線上產生電流干擾的噪音。

 

  感性耦合則是由於動態線上訊號電流的變化,在訊號變化的區域附近透過耦合電感感應出時變磁場,而此時變磁場在靜態線上將感應出感應電流的噪音。

 

  靜態線的耦合噪音可歸納出以下兩個特性:

1.          瞬間耦合電壓噪音與瞬間耦合電流噪音量決定於訊號的強度,訊號的電壓與電流強度越強,則瞬間耦合的噪音強度越大。

2.          瞬間耦合電壓與電流的噪音大小也決定於單位長度互容與單位長度互感的單位長度耦合量,也就是說隨著傳輸線越靠近使耦合長度增加,瞬時耦合噪音就因此變大。

 

  邊緣場是造成串擾最重要的原因,減少串擾最顯著的方法就是將訊號線之間   的距離間隔足夠遠,將邊緣場帶來的影響到能接受的水準。

 

  晶焱科技著眼於高速訊號所帶來的串擾挑戰,率先開發出以DFN1210封裝形式的雙通道TVS AZ1023-02F (如圖一) ,此封裝有別於傳統DFN2510在高速訊號pair to pair之間兼具僅32mil的間距,DFN1210封裝可在PCB面積允許的情況下提供最佳走線的設計彈性,可將串擾的影響控制在可接受的容限內(如圖二),且在設計高速訊號線路時也相當關注的寄生電容的控制上,也有亮眼的表現,AZ1023-02F僅有0.18pF的寄生電容,除了提供良好的串擾控制彈性外,也保障了阻抗控制的穩定度。

 

  晶焱科技持續進行新款保護元件的開發,在不停進步的高速訊號領域上,皆力求開發提早因應市場需求的保護元件,以期能即時回應客戶的需求,晶焱科技是您選擇保護元件的最佳夥伴。

 

圖一 AZ1023-02F DFN1210封裝 圖二AZ1023-2FHDMI2.1 routing應用範例

 

 

 

 

 


 

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