TUSB1104：USB 3.2 x2 线性转接驱动器的卓越之选

在当今高速数据传输的时代，USB 技术不断发展，对数据传输速率和稳定性的要求也越来越高。TUSB1104 作为一款专为 USB - C 应用设计的 10Gbps USB 3.2 x2 线性转接驱动器，为我们带来了高达 20Gbps 的总数据吞吐量，无疑是解决 USB 信号传输问题的有力工具。下面，让我们深入了解一下 TUSB1104 的特点和应用。

文件下载：tusb1104.pdf

1. 产品特性亮点

1.1 高速数据支持

TUSB1104 支持 USB 3.2 的 5Gbps 和 10Gbps 速率，甚至支持 USB 3.2 x2 模式，实现高达 20Gbps 的数据传输。这使得它能够轻松应对各种高速数据传输需求，无论是在笔记本电脑、台式机还是扩展坞等设备中，都能发挥出色的性能。

1.2 电源管理高效

它具有高级的 USB 电源管理功能，在不同工作状态下功耗表现优秀。有效状态下典型功耗仅为 550mW，断开状态功耗低至 1.5mW，禁用状态下（EN = L）更是只有 0.130mW。这种低功耗设计不仅能降低设备的整体能耗，还能减少散热问题，提高设备的稳定性。

1.3 自适应均衡技术

TUSB1104 具备 16 种 EQ 设置，在 5GHz 下高达 12dB，并且拥有自适应接收器均衡（AEQ）功能。AEQ 功能可以自动确定与插入 USB 连接器的 USB 器件之间的最优 ISI 补偿设置，大大提高了设备之间的互操作性。同时，我们还可以为面向 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，通过 I2C 或引脚搭接进行灵活配置。

2. 引脚功能解析

TUSB1104 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 引脚在不同模式下分别用于选择 I2C 目标地址或接收器 EQ。EQCFG 引脚在引脚搭接模式下控制 CEQ[1:0] 引脚和 SSEQ[1:0] 的使用方式。这些引脚的合理配置和使用，是实现 TUSB1104 各项功能的关键。

3. 规格参数详情

3.1 绝对最大额定值

了解器件的绝对最大额定值非常重要，它关系到器件的安全使用。TUSB1104 的电源电压范围为 - 0.3V 至 4V，任何输入或输出引脚的电压也有相应的限制。不同型号的最大结温也有所不同，TUSB1104 为 105℃，TUSB1104I 为 125℃。超出这些额定值使用可能会导致器件永久损坏，所以在设计时一定要严格遵守。

3.2 ESD 防护能力

静电放电（ESD）是电子设备常见的问题，TUSB1104 在这方面表现出色。它的人体模型（HBM）ESD 额定值为 +2000V，带电设备模型（CDM）为 ±1500V。这意味着它能够在一定程度上抵御静电的冲击，提高设备的可靠性。

3.3 推荐工作条件

为了使 TUSB1104 发挥最佳性能，我们需要遵循推荐的工作条件。主电源 Vcc 推荐范围为 3.0V 至 3.6V，I2C 接口的电源电压为 1.7V 至 3.6V。工作温度方面，TUSB1104 适用于 0℃ 至 70℃，TUSB1104I 适用于 - 40℃ 至 85℃。在这些条件下使用，能够保证器件的稳定性和可靠性。

3.4 电源特性

TUSB1104 在不同工作状态下的电源特性也有所不同。例如，在 USB 数据传输时，两个端口的平均有源功率为 550mW，单个端口为 275mW。在无连接或低功耗状态下，功耗更低。我们可以根据实际应用场景，合理选择工作模式，以达到节能的目的。

4. 详细功能描述

4.1 自动检测与节能

TUSB1104 能够自动检测 USB 接口是工作在 USB 3.2 x2 还是 x1 模式。如果是 x1 模式，它会自动禁用未使用的通道，以节省功耗。这种智能检测和节能机制，使得设备在不同的工作环境下都能高效运行。

4.2 多种 EQ 模式

对于面向 USB 连接器的接收器（CRX1 和 CRX2），TUSB1104 支持固定 EQ、快速 AEQ 和全 AEQ 三种模式。而面向 USB 主机的接收器（SSTX1/2）仅支持固定 EQ 模式。通过 I2C 寄存器或引脚搭接，我们可以灵活选择不同的 EQ 模式，以适应不同的信号传输需求。

4.3 4 - 电平输入控制

TUSB1104 的 4 - 电平输入引脚可以控制接收器均衡增益、发射器电压摆幅等。这些引脚利用电阻分压器来设置 4 个有效电平，提供了更广泛的控制范围。在 EN 引脚上升沿后，这些输入会被锁存，并且内部上拉和下拉电阻会被隔离，以节省功耗。

5. 应用与设计建议

5.1 典型应用场景

TUSB1104 适用于笔记本电脑、台式机和扩展坞等设备。将其放置在 USB 连接器和 USB 3.2 主机、集线器或设备之间，可以有效补偿信号衰减和符号间干扰，提高信号的完整性。

5.2 设计要求与步骤

在设计应用电路时，我们需要考虑一些关键参数。例如，10Gbps USB 3.2 预通道和后通道的 PCB 走线长度、AC 电容器与 TUSB1104 的距离、ESD 组件与 USB 插座的距离等。在配置 TUSB1104 时，需要根据预通道的插入损耗来设置 SSEQ[1:0] 引脚或 SSEQ2_SEL 和 SSEQ1_SEL 寄存器。对于 USB CRX1/2 接收器，在不同的 EQ 模式下有不同的配置方法。在固定 EQ 模式下，建议将 CEQ[1:0] 引脚或 CEQ1_SEL 和 CEQ2_SEL 寄存器设置为比后通道损耗高 4dB 至 5dB。在全 AEQ 模式下，设备会自动确定最佳设置。

5.3 电源与布局建议

电源方面，TUSB1104 设计为使用 3.3V 电源。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，要使用去耦电容器来减少噪声，提高电源的稳定性。布局上，要注意差分信号对的阻抗控制、避免与其他高速信号干扰、控制差分对内的走线长度差等。这些布局准则对于减少信号干扰和提高 EMI 性能非常重要。

6. 编程与寄存器配置

TUSB1104 可以通过 I2C 接口进行编程，不同的寄存器控制着设备的各种功能。例如，General_1 寄存器用于启用 USB 以及选择配置通道的方向；TX1EQ_CTRL 和 TX2EQ_CTRL 寄存器分别控制 SSRX1 和 SSRX2 的预加重和去加重电平。了解这些寄存器的功能和配置方法，对于实现 TUSB1104 的个性化功能非常关键。

TUSB1104 以其高速数据传输能力、高效的电源管理、灵活的 EQ 配置和完善的保护机制，成为了 USB 3.2 应用中的一款优秀的线性转接驱动器。作为电子工程师，我们在设计相关产品时，需要充分了解其特性和参数，合理进行应用和配置，以发挥其最大的性能优势。你在使用类似 USB 驱动器的过程中，遇到过哪些挑战呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。