TUSB1142：USB 3.2 转接驱动器的卓越之选

在当今高速数据传输的时代，USB Type - C 接口凭借其强大的功能和广泛的应用，成为了电子设备的标配。而 TUSB1142 作为一款专为 USB - C 应用设计的 10Gbps USB 3.2 线性转接驱动器，无疑是解决信号传输问题的得力助手。今天，我们就来深入了解一下 TUSB1142 的特性、应用以及设计要点。

文件下载：tusb1142.pdf

一、TUSB1142 特性剖析

1. 高速传输支持

TUSB1142 支持第 2 代 USB 3.2（10Gbps）和第 1 代 USB 3.2（5Gbps），能够满足高速数据传输的需求。无论是在笔记本电脑、台式机还是扩展坞等设备中，都能提供稳定、高效的数据传输体验。

2. 高级电源管理

它具有出色的电源管理能力，有效功率仅 550mW（典型值），断开状态下功率低至 1.5mW，禁用状态（EN = L）时更是低至 0.130mW。这对于追求低功耗的设备来说，无疑是一个巨大的优势。

3. 灵活的 EQ 设置

提供 16 种 EQ 设置，在 5GHz 下高达 12dB。并且可以为面向 USB 连接器的端口选择自适应或固定接收器均衡，为面向系统的端口选择线性或限幅转接驱动器（SSRX 变送器），大大提高了信号的质量和互操作性。

4. 自适应接收器均衡（AEQ）功能

这是 TUSB1142 的一大亮点。AEQ 功能会自动确定 TUSB1142 和插入 USB 连接器的 USB 器件之间的最优 ISI 补偿设置，从而提高互操作性。

5. 低电压工作

低于 1V 的 VTX - CM 和 VRX - CM，降低了功耗和电磁干扰。

6. 多种配置方式

可通过 I2C 或引脚搭接进行配置，并且可以在 1.8V 或 3.3V I2C 电平之间进行选择，为设计带来了更多的灵活性。

二、TUSB1142 应用场景

TUSB1142 适用于多种应用场景，如笔记本电脑、台式机和扩展坞等。在这些设备中，它可以有效地补偿因 PCB 走线或电缆等无源介质引起的信号衰减和符号间干扰（ISI）抖动，提高信号的完整性，从而使系统更加稳定可靠。

三、TUSB1142 设计要点

1. 引脚功能与配置

TUSB1142 采用 40 引脚 WQFN 封装，每个引脚都有其特定的功能。例如，VCC 引脚提供 3.3V 电源，SSEQ1/A1 和 SSEQ0/A0 引脚用于选择 I2C 目标地址或接收器 EQ 等。在设计时，需要根据具体的应用需求正确配置这些引脚。

2. 电气特性与参数

在设计过程中，需要关注 TUSB1142 的各项电气特性和参数，如绝对最大额定值、ESD 额定值、推荐工作条件等。这些参数直接关系到器件的性能和可靠性。例如，Vcc 的工作范围为 3.0 - 3.6V，在选择电源时需要确保满足这个要求。

3. 电源供应与布局

电源供应

TUSB1142 设计为使用 3.3V 电源供电。如果使用更高电压的系统电源，需要使用电压调节器将电压降至 3.3V。同时，应使用去耦电容来减少噪声并提高电源完整性，每个电源引脚应使用 0.1μF 的去耦电容，并尽可能靠近电源引脚放置，还建议使用 1μF - 10μF 的单个大容量电容。

布局

布局对于 TUSB1142 的性能至关重要。SSTXP/N、SSRXP/N、CRX1P/N、CRX2PN、CTX1P/N 和 CTX2P/N 对应的线路应采用受控的 90 - Ω 差分阻抗（±10%）进行布线，避免与其他高速信号相互干扰。同时，要尽量减少差分线路的弯曲和过孔数量，以降低信号损耗和电磁干扰。

4. 接收器 EQ 配置

SSTX 接收器配置

在配置 TUSB1142 的 SSTX 接收器时，需要了解预通道（$X{AB}$）的插入损耗。可以根据 FR4 走线在 5GHz 时约 - 1dB 每英寸的插入损耗规则来进行配置。例如，如果 USB 预通道（$X{AB}$）为 8 英寸，则 TUSB1142 的 SSEQ 应编程为 - 8dB。

CRX1/2 接收器配置

• 固定均衡：在固定 EQ 操作中，建议将 TUSB1142 的 CEQ[1:0] 引脚（引脚搭接模式）或 CEQ1_SEL 和 CEQ2SEL（I2C 模式）设置为比后通道（$X{CD}$）损耗大 4 - 5dB。例如，如果后通道为 0.5 英寸，假设在 5GHz 时每英寸 - 1dB，则 CEQ1_SEL 和 CEQ2_SEL 应编程为 4.5 - 5.5dB。同时，建议进行 USB 3.1 Rx JTOL 长通道和短通道测试，以优化设置。
• 全自适应均衡（Full AEQ）：在 Full AEQ 模式下，TUSB1142 会自动确定最佳设置，无论通道是短、长还是介于两者之间。在引脚搭接模式下，Full AEQ 基于 AEQENZ 引脚的状态启用；在 I2C 模式下，默认启用。
• 快速自适应均衡（Fast AEQ）：Fast AEQ 仅在 I2C 模式下可用，它可以区分短通道和长通道，并根据检测到的通道选择预先确定的 EQ 设置。短通道的 EQ 设置应编程到 CEQ1_SEL 和 CEQ2_SEL 寄存器中，建议比后通道损耗大 1 - 2dB；长通道的 EQ 设置应编程到 LONG_CEQ1 和 LONG_CEQ2 寄存器中，建议比后通道损耗大 4 - 5dB。

5. ESD 保护

静电放电（ESD）会对 TUSB1142 造成损坏，因此在设计中需要采取适当的 ESD 保护措施。建议选择合适的 ESD 保护组件，如 Nexperia 的 PUSB3FR4、PESD2V8Y1BSF，Texas Instruments 的 TPD1E04U04DPLR、TPD4E02B04DQAR 等，并将其放置在靠近 USB 连接器的位置。同时，要注意 ESD 保护组件的各项参数，如击穿电压、I/O 线电容、钳位电压等。

四、总结

TUSB1142 作为一款高性能的 USB 3.2 转接驱动器，具有高速传输、低功耗、灵活配置等诸多优点。在设计过程中，我们需要充分了解其特性和参数，合理进行引脚配置、电源供应和布局设计，同时做好 ESD 保护，以确保系统的稳定性和可靠性。希望通过本文的介绍，能为广大电子工程师在使用 TUSB1142 进行设计时提供一些有益的参考。大家在实际设计过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。