Type-C线缆测试中的阻抗问题及解决措施

2020-10-27

Type-C线缆测试中的阻抗问题及解决措施

在USB的测试标准中,一直以来都对USB线缆的D+/D-信号对达到差分阻抗的要求,阻值要求在75Ω~105Ω之间,但是在Type-C的测试标准中,线缆的测试条件变得更加严格。这个被加严的地方,对应的线缆的物理结构,恰好是连接器的加工处理位置,很难进行精确管控。这也是Type-C线缆测试的技术难点之一。

Type-C线缆测试中的阻抗问题及解决措施

电缆的特性阻抗是电缆的电感、电容和阻抗值的组合,差分阻抗是指两条等宽度、等间距的信号线的特性阻抗,而Type-C线缆测试中的阻抗就是D+/D-一组信号对的差分阻抗。标准的阻抗要求是75Ω~105Ω,仅从这个值来看,要求比较宽松,如果信号没有改变介质的传播,这个值确实很宽松,但实际上不是这样,信号电缆在上面传播,要经过连接器、处理区和裸线区,传输信号通道在处理区域会产生很大的变化,原来的USB测试标准从20ns开始测量,然后避开这个处理区域,而Type-C的标准要求对整个电缆进行测试,处理区域成为测试失败更容易的地方,也需要攻克难点。

从Type-C线缆的测试经验看,处理区会把测试值拉到低点,提高这个阻抗低点,就能解决阻抗问题。找到了问题点就明确了改善方向,改善此问题的本质其实就是阻抗匹配的问题,使信号的传输尽量均匀,减小发生变化的区域,因此标准上建议线材的阻抗在90±5Ω,考虑到处理区会将整体的阻抗曲线拉低,所以尽量提高线材部分的阻抗,可做到超上限100Ω,Type-C连接器阻抗尽量跟线材阻抗接近,但是由于PCBA(印刷电路板组件)的结构限定,很难做到100Ω。经大量实验发现,当PCBA的阻抗接近90Ω的时候,在保证加工工艺的前提下,可以满足Type-C线缆曲线的更低点在75Ω以上。PCBA上面的阻抗可以通过增大焊盘间的距离和减小焊盘的宽度来提高PCBA的阻抗。

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