USBUF01P6
IPAD
EMI滤波器和线路终端的USB上行端口
应用
EMI滤波器和线路终端的USB上游
端口：
■
■
USB集线器
PC外设
特点
■
■
■
■
与推荐线路单片器件
终止USB上行端口
综合RT系列终端和C
t
旁路电容。
集成ESD保护
小尺寸封装
SOT-666IP
（内垫）
工作原理图
3.3 V
Rt
D1
Ct
Rp
D4
描述
USB规范要求上行端口
与来自D +上拉电阻端接
和D-线Vbus用。在实施
USB系统中，辐射和传导EMI
应保持在所要求的水平表示
通过FCC规定。除了
终止与EMC的要求
的相容性，所述计算设备是必需的
用于ESD敏感性进行测试。
该USBUF01P6提供推荐路线
终止而实现的低通滤波器，以
限制电磁干扰的水平和提供ESD保护
超出IEC 61000-4-2第4级标准。
该装置被装在一个SOT- 666这是
可用最小的引线框架封装（ 45 ％
比标准SOT323小）。
GRD
3.3 V
Rt
D2
Ct
D3
符合以下标准：
IEC 61000-4-2级别4 ：
15千伏（空气放电）
8千伏（接触放电）
MIL STD 883E -法3015-7 ：
3级C = 100 pF的R = 1500
3积极罢工和3负罢工（ F = 1赫兹）
好处
■
■
■
■
■
EMI / RFI噪声抑制
需要线路终端的USB上游
端口
ESD保护超过
IEC 61000-4-2第4级
在高密度的设计高灵活性
板
量身定制，以满足USB 2.0标准（低速
和全速数据传输）
订购代码
产品型号
USBUF01P6
记号
U
TM ： IPAD是意法半导体的trademeark
2006年8月
REV 6
1/9
www.st.com
9
USBUF01P6
技术信息
2
技术信息
图1 。
USB标准的要求。
3.3V
1.5k
Rt
D+
双绞屏蔽
D+
Rt
Ct
Rt
全速或
低速USB
收发器
Ct
Rt
全速USB
收发器
D-
主持或
枢纽港
Ct
15k
15k
ZO = 90ohms
5米最大
D-
Ct
集线器或0
全速功能
FULL SPEED连接
3.3V
1.5k
Rt
D+
无捻屏蔽
D+
Rt
Ct
Rt
全速或
低速USB
收发器
Ct
Rt
低速USB
收发器
D-
主持或
枢纽港
Ct
15k
15k
3米最大
D-
Ct
集线器或0
低转速的功能
低速连接
2.1
应用实例
图2中。
实施ST的解决方案的USB端口。
USBDF01W5
Rt
在D +
CT路
D +出来
下游端口
主机/集线器USB POR transceivert
USBUF01W6
D2
GND
D1
上游端口
D+
外围收发器
D+
D+
电缆
D+
Ct
Rt
Ct
Rt
3.3 V
Rp
GND
GND
CT路
在D-
Rt
D-出
D-
D-
D-
D3
3.3V
D4
D-
FULL SPEED连接
下游端口
主机/集线器USB POR transceivert
USBDF01W5
Rt
在D +
CT路
D +出来
USBUF01W6
D2
GND
D1
上游端口
D+
外围收发器
D+
D+
电缆
D+
Ct
Rt
Ct
Rt
3.3 V
Rp
GND
GND
CT路
在D-
Rt
D-出
D-
D-
D-
D3
3.3V
D4
D-
低速连接
3/9
技术信息
USBUF01P6
2.1.1
EMI滤波
目前FCC法规规定， B类计算设备达到规定的最大
对于这两个级别的辐射和传导EMI。
●
●
EMI辐射覆盖的频率范围从30 MHz到1GHz的。
传导EMI覆盖450 kHz至30 MHz范围内。
对于使用的USB设备的类型，最困难的测试通过通常是
辐射EMI测试。由于这个原因， USBUF01P6设备的目标是尽量减少辐射
EMI。
在USB的差分信号（ D +和D- ）不显著到辐射贡献或
传导EMI ，因为这两个导体的磁场互相抵消。
在PC环境下的内部是非常嘈杂，设计者必须尽量减少噪声耦合
从不同的来源。 D +和D-不能被路由附近的高速线（时钟
尖峰） 。
感应的共模噪声可以通过运行对USB信号并行到被最小化
上的信号对从USB每一侧彼此和运行接地保护走
控制器到USBUF设备。
如果可能的话，身体找到USBUF设备附近的USB连接器。之间的距离
USB控制器和USB连接器必须被最小化。
47 pF的（C
t
）电容器被用来绕过高频能量对地和对边缘
控制，并为R放置在驱动芯片和系列终端电阻之间（
t
).
使用C
t
和R
t
应尽可能靠近驱动器芯片是可行的。
该USBUF01P6确保了过滤防止电磁和无线电
频干扰由于其低通滤波器的结构。此过滤器的特征在于
以下参数：
●
●
●
截止频率
插入损耗
高频抑制。
USBUF01P6典型
衰减曲线。
图4中。
测量配置。
网络连接gure 3 。
0.00
dB
-
-2.50
-
-5.00
-
-7.50
-
-10.00
-
-12.50
-
-15.00
-
-17.50
-
-20.00
-
-22.50
-
-25.00
1.0M
50
TEST BOARD
的uux
Vg
50
3.0M
10.0M
30.0M
F / Hz的
100.0M
300.0M
1.0G
3.0G
4/9
USBUF01P6
技术信息
2.1.2
ESD保护
除了终止和电磁兼容性的要求，计算设备是
要求的ESD敏感性进行测试。此试验在IEC 61000-4-2中描述和
已经就位在欧洲。这个测试需要的设备容忍ESD事件和
保持运行，而无需用户干预。
该USBUF01P6特别优化，以执行ESD保护。 ESD保护
基于所使用的设备的其中夹持于：
V
CL
=
V
BR
+
R
d
I
PP
这种保护功能被分裂在两个阶段。如图
图5中。
该ESD罢工
由第一级S1的夹紧，然后剩余的过电压被施加到所述第二
通过电阻器R级
t
。这样的结构使输出电压非常低的
输出。
图5中。
USBUF01P6 ESD钳位性能。
Rg
S1
Rt
S2
Rd
V
PP
VINPUT
Voutput成为
Rd
RLOAD
V
BR
V
BR
设备
要
保护
ESD浪涌
USBUF01P6
图6 。
测量板。
ESD
浪涌
15kV
空气
放电
TEST BOARD
U
VIN
VOUT
有剩余的电压的一个很好的近似，在两者Vin和Vout的阶段，我们
得到的典型的动态电阻值R
d
。通过考虑以下这些
假设：v
t
>R
d
, R
g
>R
d
和R
负载
>R
d
，它给这些公式：
R
g
V
BR
+
R
d
V
g
VINPUT
= ----------------------------------------------
-
R
g
R
t
V
BR
+
R
d
VINPUT
Voutput成为
= ---------------------------------------------------------
-
R
t
该计算的结果做了V
g
= 8千伏，R
g
= 330
（ IEC 61000-4-2标准） ，
V
BR
= 7 V （典型值）和R
d
= 2
（典型值）给出：
V输入= 55.48 V
Voutput成为= 10.36 V
5/9
USBUF01P6
技术信息
图。 A1 ：
USB标准的要求。
3.3V
1.5k
Rt
D+
双绞屏蔽
D+
Rt
Ct
Rt
全速或
低速USB
收发器
Ct
Rt
全速USB
收发器
D-
主持或
枢纽港
Ct
15k
15k
ZO = 90ohms
5米最大
D-
Ct
集线器或0
全速功能
FULL SPEED连接
3.3V
1.5k
Rt
D+
无捻屏蔽
D+
Rt
Ct
Rt
全速或
低速USB
收发器
Ct
Rt
低速USB
收发器
D-
主持或
枢纽港
Ct
15k
15k
3米最大
D-
Ct
集线器或0
低转速的功能
低速连接
应用实例
图。 A2 ：
实施ST的解决方案的USB端口。
下游端口
主机/集线器USB POR transceivert
USBDF01W5
Rt
在D +
CT路
D +出来
USBUF01W6
D2
GND
D1
上游端口
D+
外围收发器
D+
D+
电缆
D+
Ct
Rt
Ct
Rt
3.3 V
Rp
GND
GND
CT路
在D-
Rt
D-出
D-
D-
D-
D3
3.3V
D4
D-
FULL SPEED连接
下游端口
主机/集线器USB POR transceivert
USBDF01W5
Rt
在D +
CT路
D +出来
USBUF01W6
D2
GND
D1
上游端口
D+
外围收发器
D+
D+
电缆
D+
Ct
Rt
Ct
Rt
3.3 V
Rp
GND
GND
CT路
在D-
Rt
D-出
D-
D-
D-
D3
3.3V
D4
D-
低速连接
3/7
USBUF01P6
EMI滤波
目前FCC法规规定， B类计算设备符合指定的最高水平，为
辐射和传导EMI 。
- EMI辐射覆盖的频率范围从30MHz到1GHz的。
- 传导EMI覆盖的450kHz至30MHz范围内。
对于设备使用的USB类型中，最困难的测试通过通常的辐射EMI测试。
由于这个原因， USBUF01P6设备的目标是最大限度地减少EMI辐射。
在USB的差分信号（ D +和D- ）不显著贡献辐射或传导
电磁干扰，因为这两个导体的磁场互相抵消。
在PC环境下的内部是非常嘈杂，设计者必须尽量减少噪声耦合
不同的来源。 D +和D-不得靠近高速线（时钟尖峰）路由。
感应的共模噪声可以通过运行对USB信号相互平行最小化和
在一对从USB控制器向USBUF设备信号的每一侧上运行的接地保护走线。
如果可能的话，身体找到USBUF设备附近的USB连接器。在USB之间的距离
控制器和所述USB连接器必须被最小化。
在47pF的（C
t
）电容器被用来绕过高频能量对地和对边缘控制，并且
被放置在驱动芯片和系列终端电阻（R之间
t
） 。使用C
t
和R
t
应
放置在靠近驾驶员芯片是可行的。
该USBUF01P6确保过滤保护，防止电磁和射频
干扰由于其低通滤波器的结构。此过滤器的特征在于如下参数：
- 截止频率
- 插入损耗
- 高频抑制。
图。 A3 ：
USBUF01P6典型衰减曲线。
0.00
dB
-
-2.50
-
-5.00
-
-7.50
TEST BOARD
的uux
图。 A4 ：
测量配置。
50
-
-10.00
-
-12.50
-
-15.00
-
-17.50
-
-20.00
-
-22.50
-
-25.00
1.0M
3.0M
10.0M
30.0M
F / Hz的
100.0M
300.0M
1.0G
3.0G
Vg
50
ESD保护
除了终止和电磁兼容性的要求，计算设备是必需的，以
用于ESD敏感性进行测试。此试验在IEC 61000-4-2中描述和已经就位在
欧洲。这个测试需要的设备容忍ESD事件，并保持运行，而无需用户
干预。
该USBUF01P6特别优化，以执行ESD保护。 ESD保护是基于使用
：装置夹在
V
CL
=
V
BR
+
R
d
I
PP
这种保护功能被分裂在两个阶段。如图
A5的身影，
在ESD冲击被夹住
第一级台S1 ，然后剩余的过电压是通过电阻R施加到第二阶段
t
.
这样的结构使输出电压非常低的输出。
4/7
USBUF01P6
图。 A5 ：
USBUF01P6 ESD钳位性能。
Rg
S1
Rt
S2
Rd
V
PP
VINPUT
Voutput成为
Rd
RLOAD
V
BR
V
BR
设备
要
保护
ESD浪涌
USBUF01P6
图。 A6 ：
测量板。
ESD
浪涌
15kV
空气
放电
TEST BOARD
U
VIN
VOUT
有在两个Vin和Vout的阶段剩余电压的良好近似，我们给出了典型
动态电阻值R
d
。通过考虑这些以下假说：v
t
>R
d
, R
g
>R
d
和
R
负载
>R
d
，它给这些公式：
R
g
V
BR
+
R
d
V
g
VINPUT
= ----------------------------------------------
-
R
g
R
t
V
BR
+
R
d
VINPUT
-
Voutput成为
= ---------------------------------------------------------
R
t
该计算的结果做了V
g
= 8千伏，R
g
= 330Ω （ IEC61000-4-2标准） ，V
BR
= 7V （典型值）和
R
d
（典型值） = 2Ω给出：
V输入= 55.48 V
Voutput成为= 10.36 V
这证实了在整个装置中的非常低的残留电压进行保护。同样重要的是要注意
在这种近似的寄生电感的影响是不考虑的。这可能是几
伏在几纳秒的V输入侧的十分之一。这种寄生效应是不存在于Voutput成为侧因
低电流的电阻R后参与
t
.
此后进行的测量显示的很清楚（图
A7)
ESD保护的高效率：
- 寄生电感对Voutput成为现阶段没有影响
- Voutput成为钳位电压非常接近V
BR
（击穿电压）在正方式和-V
F
（向前
电压），在负的方法
5/7
USBUF01P6
技术信息
图。 A1 ：
USB标准的要求。
3.3V
1.5k
Rt
D+
双绞屏蔽
D+
Rt
Ct
Rt
全速或
低速USB
收发器
Ct
Rt
全速USB
收发器
D-
主持或
枢纽港
Ct
15k
15k
ZO = 90ohms
5米最大
D-
Ct
集线器或0
全速功能
FULL SPEED连接
3.3V
1.5k
Rt
D+
无捻屏蔽
D+
Rt
Ct
Rt
全速或
低速USB
收发器
Ct
Rt
低速USB
收发器
D-
主持或
枢纽港
Ct
15k
15k
3米最大
D-
Ct
集线器或0
低转速的功能
低速连接
应用实例
图。 A2 ：
实施ST的解决方案的USB端口。
下游端口
主机/集线器USB POR transceivert
USBDF01W5
Rt
在D +
CT路
D +出来
USBUF01W6
D2
GND
D1
上游端口
D+
外围收发器
D+
D+
电缆
D+
Ct
Rt
Ct
Rt
3.3 V
Rp
GND
GND
CT路
在D-
Rt
D-出
D-
D-
D-
D3
3.3V
D4
D-
FULL SPEED连接
下游端口
主机/集线器USB POR transceivert
USBDF01W5
Rt
在D +
CT路
D +出来
USBUF01W6
D2
GND
D1
上游端口
D+
外围收发器
D+
D+
电缆
D+
Ct
Rt
Ct
Rt
3.3 V
Rp
GND
GND
CT路
在D-
Rt
D-出
D-
D-
D-
D3
3.3V
D4
D-
低速连接
3/7
USBUF01P6
EMI滤波
目前FCC法规规定， B类计算设备符合指定的最高水平，为
辐射和传导EMI 。
- EMI辐射覆盖的频率范围从30MHz到1GHz的。
- 传导EMI覆盖的450kHz至30MHz范围内。
对于设备使用的USB类型中，最困难的测试通过通常的辐射EMI测试。
由于这个原因， USBUF01P6设备的目标是最大限度地减少EMI辐射。
在USB的差分信号（ D +和D- ）不显著贡献辐射或传导
电磁干扰，因为这两个导体的磁场互相抵消。
在PC环境下的内部是非常嘈杂，设计者必须尽量减少噪声耦合
不同的来源。 D +和D-不得靠近高速线（时钟尖峰）路由。
感应的共模噪声可以通过运行对USB信号相互平行最小化和
在一对从USB控制器向USBUF设备信号的每一侧上运行的接地保护走线。
如果可能的话，身体找到USBUF设备附近的USB连接器。在USB之间的距离
控制器和所述USB连接器必须被最小化。
在47pF的（C
t
）电容器被用来绕过高频能量对地和对边缘控制，并且
被放置在驱动芯片和系列终端电阻（R之间
t
） 。使用C
t
和R
t
应
放置在靠近驾驶员芯片是可行的。
该USBUF01P6确保过滤保护，防止电磁和射频
干扰由于其低通滤波器的结构。此过滤器的特征在于如下参数：
- 截止频率
- 插入损耗
- 高频抑制。
图。 A3 ：
USBUF01P6典型衰减曲线。
0.00
dB
-
-2.50
-
-5.00
-
-7.50
TEST BOARD
的uux
图。 A4 ：
测量配置。
50
-
-10.00
-
-12.50
-
-15.00
-
-17.50
-
-20.00
-
-22.50
-
-25.00
1.0M
3.0M
10.0M
30.0M
F / Hz的
100.0M
300.0M
1.0G
3.0G
Vg
50
ESD保护
除了终止和电磁兼容性的要求，计算设备是必需的，以
用于ESD敏感性进行测试。此试验在IEC 61000-4-2中描述和已经就位在
欧洲。这个测试需要的设备容忍ESD事件，并保持运行，而无需用户
干预。
该USBUF01P6特别优化，以执行ESD保护。 ESD保护是基于使用
：装置夹在
V
CL
=
V
BR
+
R
d
I
PP
这种保护功能被分裂在两个阶段。如图
A5的身影，
在ESD冲击被夹住
第一级台S1 ，然后剩余的过电压是通过电阻R施加到第二阶段
t
.
这样的结构使输出电压非常低的输出。
4/7
USBUF01P6
图。 A5 ：
USBUF01P6 ESD钳位性能。
Rg
S1
Rt
S2
Rd
V
PP
VINPUT
Voutput成为
Rd
RLOAD
V
BR
V
BR
设备
要
保护
ESD浪涌
USBUF01P6
图。 A6 ：
测量板。
ESD
浪涌
15kV
空气
放电
TEST BOARD
U
VIN
VOUT
有在两个Vin和Vout的阶段剩余电压的良好近似，我们给出了典型
动态电阻值R
d
。通过考虑这些以下假说：v
t
>R
d
, R
g
>R
d
和
R
负载
>R
d
，它给这些公式：
R
g
V
BR
+
R
d
V
g
VINPUT
= ----------------------------------------------
-
R
g
R
t
V
BR
+
R
d
VINPUT
-
Voutput成为
= ---------------------------------------------------------
R
t
该计算的结果做了V
g
= 8千伏，R
g
= 330Ω （ IEC61000-4-2标准） ，V
BR
= 7V （典型值）和
R
d
（典型值） = 2Ω给出：
V输入= 55.48 V
Voutput成为= 10.36 V
这证实了在整个装置中的非常低的残留电压进行保护。同样重要的是要注意
在这种近似的寄生电感的影响是不考虑的。这可能是几
伏在几纳秒的V输入侧的十分之一。这种寄生效应是不存在于Voutput成为侧因
低电流的电阻R后参与
t
.
此后进行的测量显示的很清楚（图
A7)
ESD保护的高效率：
- 寄生电感对Voutput成为现阶段没有影响
- Voutput成为钳位电压非常接近V
BR
（击穿电压）在正方式和-V
F
（向前
电压），在负的方法
5/7
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