Penyelesaian Reka Bentuk untuk Integriti Isyarat USB, HDMI, dan RJ45

Panduan perlindungan ESD yang komprehensif untuk antara muka USB, HDMI, dan RJ45 menggunakan tatasusunan ESD JARON berkapasitan ultra-rendah, memastikan integriti isyarat dan pematuhan ±15kV.

1. Latar Belakang dan Cabaran Reka Bentuk

Dalam antara muka komunikasi kelajuan tinggi seperti USB, HDMI, dan RJ45, peristiwa descas elektrostatik (ESD) merupakan salah satu ancaman kebolehpercayaan paling kritikal.

Mengikut IEC 61000-4-2, puncak descas boleh mencapai ±8kV (sentuhan) dan ±15kV (udara).

Tanpa perlindungan yang sesuai, lonjakan transien boleh merosakkan IC antara muka secara serta-merta, menyebabkan ralat data, atau memendekkan jangka hayat produk.

2. Objektif Reka Bentuk Utama

Penyelesaian perlindungan ESD yang ideal mesti mencapai kapasitans rendah, tindak balas pantas, dan voltan pemegang rendah — melindungi berbilang saluran sambil mengekalkan kualiti isyarat pada kadar data dari 480Mbps (USB2.0) hingga 10Gbps (USB3.1, HDMI2.1).

USB HDMI (3).png

3. Portfolio Perlindungan ESD JARON

JARON menawarkan portfolio lengkap produk perlindungan ESD yang direka untuk talian isyarat kelajuan tinggi, merangkumi struktur susunan satu saluran, dua saluran, dan empat saluran.

Siri produk	Pakej tipikal	Nilai kapasitans (tipikal)	Voltan penjepit	Masa tindak balas	Antara Muka yang Sesuai
ESD3V3D5U	SOD-923	0.3pF	5V	<0.5ns	USB 3.0 / HDMI 2.0
ESD5V0D3B	Sot-23	0.5pF	6V	<0.8ns	RJ45 / Ethernet
ESD9L5V0ST	SOT-563	0.4pF	5V	<0.5ns	Type-C / DisplayPort

Portfolio ESD JARON menawarkan kapasitans sangat rendah (serendah 0.3pF) dan masa tindak balas bawah nanosaat, sesuai untuk perlindungan USB3.1, HDMI2.1, dan Gigabit Ethernet.

4. Prinsip Reka Bentuk untuk Antara Muka Kelajuan Tinggi

Kekalkan Integriti Isyarat

Pastikan peranti ESD dengan kapasitans ≤ 0.5pF digunakan, dan kekalkan impedans beza yang konsisten merentasi trek untuk mengelakkan pantulan dan distorsi isyarat.

Minimumkan Laluan Pulangan

Letakkan perlindungan ESD berdekatan penyambung (<5mm jarak) dan pastikan terdapat beberapa via tanah bagi laluan pulangan pelepasan yang cepat.

Susun Atur dan Simetri

Penempatan simetri dan padanan panjang dalam pasangan berbeza mengekalkan ketepatan masa dan mengurangkan jitter dalam pautan kelajuan tinggi.

5. Pengesahan dan Keputusan Ujian

Syarat ujian:

Standard Ujian ESD: IEC 61000-4-2 ±8kV Pelepasan Sentuh

Kadar Isyarat: 10Gbps (HDMI 2.1)

Peralatan: JARON ESD3V3D5U (SOD-923)

Projek Ujian	Tiada Perlindungan	Menggunakan JARON ESD	Kesan peningkatan
Tekanan baki ESD	54V	12V	↓78%
Jitter rajah mata isyarat	±52ps	±15ps	↓71%
Kadar Ralat Bit (BER)	1×10⁻⁶	<1×10⁻¹²	Peningkatan yang ketara
Puncak gangguan EMI	−24dBµV	−41dBµV	Peningkatan sebanyak 17dB

Dengan tatasusunan JARON ESD, voltan baki menurun daripada 54V kepada 12V, jitter berkurang sebanyak 71%, dan kadar ralat bit meningkat sebanyak 1,000,000 kali — mengesahkan prestasi ESD yang unggul dengan pemeliharaan isyarat yang penuh.

6. Contoh Aplikasi

Antara Muka USB Type-C Kelajuan Tinggi

Menggunakan JARON ESD9L5V0ST untuk perlindungan mod sepunya empat saluran;

Tahan terhadap descas udara ±15kV;

Lebar jalur isyarat menyokong hingga 10Gbps.

Antara Muka Video HDMI 2.1

Menggunakan tatasusunan ESD3V3D5U;

Kapasitor hanya 0.3pF, tidak mengganggu isyarat beza TMDS;

Pengurangan bising EMI sebanyak 16dB.

Antara Muka Ethernet RJ45

Menggunakan ESD5V0D3B;

Struktur perlindungan dwiarah, serasi dengan sistem PoE;

Menekan kenaikan kilat dan lonjakan elektrostatik.

USB HDMI (2).png

7. Jadual Rujukan Pemilihan

Jenis antara muka	Model Direka	Pembungkusan	Ciri-ciri
USB 3.0 / 3.1	ESD3V3D5U	SOD-923	Kapasitans sangat rendah 0.3pF
HDMI 2.1	ESD9L5V0ST	SOT-563	Masa tindak balas pantas <0.5ns
RJ45 / PoE	ESD5V0D3B	Sot-23	Perlindungan dua hala, penyerapan tenaga tinggi

8. Piawaian dan Keserasian

Nombor piawai	Kandungan ujian	peranti yang mematuhi
IEC 61000-4-2	Ketahanan terhadap ESD	Siri penuh
IEC 61000-4-5	Ujian lonjakan	ESD5V0D3B
IEC 61000-4-4	Ketahanan terhadap gangguan letupan	ESD3V3D5U
JEDEC JESD22-A114	Perlindungan ESD pada peringkat IC	Siri susunan

Semua komponen ESD JARON mematuhi piawaian antarabangsa, termasuk IEC 61000-4-2 dan JEDEC A114, memastikan keserasian dengan proses kelayakan OEM global.

9. Nilai Kejuruteraan dan Faedah Reka Bentuk

Dimensi	Kesan peningkatan
Keselarasan Isyarat	Meningkat sebanyak 70%
Rintangan ESD	Dikemaskini kepada ±15kV
Penindasan EMI	Peningkatan sebanyak 16–18 dB
Ruang modul	Menjimatkan 50%
Kitar pengesahan	dipendekkan sebanyak 60%

Peranti ESD kapasitan ultra-rendah JARON memberikan integriti kelajuan tinggi dengan perlindungan kukuh ±15kV — meminimumkan ruang, kos, dan masa pengesahan.

10. kesimpulan

Dalam antara muka pemindahan data kelajuan tinggi, diod ESD tradisional tidak lagi mampu memberikan perlindungan dan integriti isyarat secara serentak.

Tatasusunan ESD kapasitans sangat rendah JARON mencapai keseimbangan kejuruteraan antara perlindungan dan prestasi melalui kelajuan sambutan tinggi dan kesan parasitik yang amat rendah.

Ia telah digunakan secara meluas dalam rekabentuk antaramuka berkelajuan tinggi seperti USB Type-C, HDMI, Ethernet, dan DisplayPort, menjadikannya penyelesaian perlindungan piawai bagi peranti komunikasi generasi seterusnya.

Sebelum

Pengaruh Kuasa SMD Prestasi Tinggi

Semua aplikasi Selepas

Reka Bentuk EMC Motor Kursi dan Pintu Bagasi Wenzhou Shenghuabo