有效保护超高速接口免受EMI影响

HDMI和USB等超高速接口已成为快速传输大量数据的标准，但它们需要专用且有效的ESD和EMI保护。

在基于消费者和计算的产品中，超高速接口已成为需要在短时间内传输或复制大量数据（例如高清视频和音频）的常态。所有超高速接口，如HDMI 2.0和USB 3.2，都使用差分数据信号，并以较低的信号电平运行。高达 20 Gbit/s 的高数据速度需要精心设计的 PCB 布局来保持信号完整性。这一挑战需要适当的阻抗匹配，以避免不可接受的损耗和反射。

需要考虑各种电磁干扰 （EMI） 方面，尤其是当敏感的 Wi-Fi、蜂窝或 GPS 接收器靠近潜在辐射高速接口时。由于高速有线线路和流行的无线标准经常干扰千兆赫兹范围，因此不应忽视EMI问题，因为这些问题会显着影响用户体验。

电磁干扰不是窒息问题！

为了保持超高速接口中的数据完整性，设计人员必须具备有效的EMI滤波功能。一个有用的器件是共模滤波器（CMF）或共模扼流圈（CMC），它由两个耦合线圈组成。当电流在两个线圈中沿同一方向流动时，滤波器具有高阻抗。相反，当电流以相反方向流动时，阻抗较低。

图1 - 带差分和共模输入的共模扼流信号

当共模滤波器应用于差分数据线时，携带信息的数据的差分部分可以通过。同时，叠加共模信号内容被阻挡（图1）。共模噪声可能由不完美的发射器、其他信号的耦合和非对称信号线产生。如果信号对改变方向且信号线长度不相等，则在PCB布局中可以轻松创建（图2）。

图2 - 路由产生的共模噪声

如果走线在很小的距离内布线，则远场中的差分信号将抵消磁场和电场。相比之下，共模信号会辐射到环境中，从而降低接收器模块的灵敏度，尤其是在紧凑型设计中。例如，激活的USB 3.x接口可能会阻碍智能手机或计算设备正确接收Wi-Fi数据。

通过集成解决方案提高保护效率

保护USB和HDMI接口免受EMI的挑战伴随着保护它们（以及它们所连接的系统）免受潜在ESD冲击的需求。USB Type-C 连接器中的供电能力和可逆插头是 USB 接口的额外障碍。目前，大多数解决方案都采用单独的器件来满足每个需求，但Nexperia提供了一种将CMF+ESD保护结合在一个芯片中的替代集成方法，例如新的PCMF系列。

将CMF和ESD保护集成到单个器件中可降低整体PCB安装空间要求。它还可以防止信号走线中出现额外的阻抗不匹配，这种不匹配在使用单独的器件时可能发生。Nexperia的PCMF解决方案可提供最佳的鲁棒性和低钳位，同时滤除可能干扰2.4 GHz和5 GHz通道的EMI。

这些有效的二合一解决方案对于希望在设计过程的后期阶段选择是否需要EMI滤波器的设计人员很有帮助。我们的 PCMF 类型与多种 PESD 类型兼容，可实现仅 ESD 保护，因此仅 ESD 和 PCMF 解决方案可以在相同的 PCB 布局上实现。这样，任何未使用的CMF封装都不需要像传统设计中那样用电阻桥接，从而进一步简化了整体设计和组装。

审核编辑：郭婷