自USB問世以來(lái)，已經(jīng)近30年。從最初的USB 1.0到現(xiàn)今的USB 4，接口類型也從USB Type-A、Type-B到Type-C不斷演變。隨著科技的進(jìn)步，USB規(guī)范不斷升級(jí)，不僅在傳輸速度上取得了顯著提升，同時(shí)應(yīng)用領(lǐng)域也不斷擴(kuò)展。
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)
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
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[敏感詞]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：
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。
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。
經(jīng)過(guò)驗(yàn)證，其問題點(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)
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