HD3SS3202：高速差动开关的卓越之选

在电子设备飞速发展的今天，USB 3.1 等高速数据传输技术的应用愈发广泛。为了满足这些高速数据传输的需求，德州仪器（TI）推出了 HD3SS3202 双通道差动 2:1/1:2 USB 3.1 多路复用器/多路信号分离器。今天，我们就来深入了解一下这款器件。

文件下载：hd3ss3202.pdf

一、特性亮点

1. 广泛的兼容性

HD3SS3202 提供了面向支持 USB 3.1 第 1 代和第 2 代数据传输速率的 USB Type - C™ 生态系统的解决方案。它不仅兼容 USB 3.1，还能与 MIPI DSI/CSI - 2 DPHY、LVDS、第 III 代 PCIE、SATA Express、SATA 等多种接口标准兼容，这使得它在不同的应用场景中都能发挥出色的作用。

2. 出色的高速性能

该器件运行速率高达 10Gbps，-3dB 差动带宽宽达 8GHz 以上。在 5GHz 时，它展现出了出色的动态特性，串扰低至 -41dB，断开隔离为 -20dB，插入损耗为 -2.4dB，回波损耗为 -8dB。这些优秀的性能指标确保了在高速数据传输过程中信号的完整性和稳定性。

3. 灵活的开关设计

HD3SS3202 采用双向“多路复用器/多路信号分离器”差动开关，支持 0 到 2V 共模电压。单电源电压 $V_{CC}$ 为 3.3V±10%，并且有 0°C 至 70°C 的商用温度范围（HD3SS3202）和 -40°C 至 85°C 的工业温度范围（HD3SS3202I）可供选择，满足不同环境下的使用需求。

二、应用领域

1. USB Type - C™ 生态系统

在台式机和笔记本电脑中，HD3SS3202 可用于共享 I/O 端口、扩展坞等，实现高速数据的切换和传输。它能够帮助设备更好地适应 USB Type - C 接口的特性，提高设备的兼容性和性能。

2. 显示设备

在显示器、电视、机顶盒等设备中，HD3SS3202 可以确保高清信号的稳定传输，为用户带来清晰、流畅的视觉体验。

3. 监控设备

网络监控摄像头也可以利用 HD3SS3202 的高速性能，实现高清视频的实时传输，提高监控的效果和质量。

三、器件说明

1. 工作原理

HD3SS3202 是多路复用器或多路信号分离器配置中的高速双向无源开关。它可以通过控制引脚 SEL 在两个差动通道（端口 B 到端口 A，或者端口 C 到端口 A）间切换。该器件是一款通用的模拟差动无源开关，适用于任何要求共模电压范围为 0 至 2V 和要求差动信号的最大差动幅度为 1800mVpp 的应用。

2. 自适应跟踪功能

它具有自适应跟踪功能，可确保通道在完全共模电压范围内保持不变。在确保信号眼图最低衰减程度的条件下实现高速开关，且不会明显增加抖动。运行功率低于 1.65mW（典型值），还具有可供 OEn 引脚使用的关断模式，关断模式下功率低于 0.02µW（典型值），非常节能。

四、规格参数

1. 绝对最大额定值

在使用 HD3SS3202 时，需要注意其绝对最大额定值。例如，电源电压 $V{CC}$ 的范围为 -0.5V 至 4V，控制引脚的电压范围为 -0.5V 至 $V{CC}$ + 0.5V，存储温度范围为 -65°C 至 150°C。超过这些额定值可能会导致器件永久性损坏。

2. 推荐工作条件

推荐的电源电压 $V{CC}$ 为 3V 至 3.6V，输入高电压（SEL、OEn 引脚）为 2V 至 $V{CC}$，输入低电压（SEL、OEn 引脚）为 -0.1V 至 0.8V。高速信号引脚的差动电压为 0 至 1.8Vpp，共模电压为 0 至 2V。不同型号的器件有不同的工作温度范围，HD3SS3202RSV 为 0°C 至 70°C，HD3SS3202IRSV 为 -40°C 至 85°C。

3. 电气特性

在电气特性方面，器件的工作电流、关断电流、输出电容、输出电阻等参数都有明确的规定。例如，器件的工作电流在 $V{CC}$ = 3.3V、OEn = 0 时，典型值为 0.5mA，最大值为 0.8mA；关断电流在 $V{CC}$ = 3.3V、OEn = $V_{CC}$ 时，典型值为 0.005µA，最大值为 1µA。

五、应用设计

1. 设计要求

在设计应用电路时，HD3SS3202 要求 3.3V ±10% 的 $V_{CC}$ 电源。OEn 引脚必须为低电平，器件才能正常工作，否则会禁用输出。该引脚可以由处理器驱动。同时，通常要求器件的一侧有交流耦合电容。

2. 详细设计步骤

设计时，需要确定要进行复用或解复用的电路之间的损耗情况，提供干净的阻抗和电气长度匹配的电路板走线。根据应用需求，确定 100nF 耦合电容的最佳放置位置。为 SEL 和 OEn 引脚提供控制信号，必要时在这些引脚上连接 0.01µF 到地的电容以提高抗噪能力。还需要参考推荐的去耦电容应用原理图，从 $V_{CC}$ 引脚到地进行去耦。

3. 应用示例

在 USB3.1 Type C 的向下端口应用中，HD3SS3202 可以实现高速数据的切换和传输。通过合理的设计和布局，可以确保信号的质量和稳定性。在其他应用场景，如 PCIE/USB、PCIE/eSATA、USB/eSATA、MIPI 相机串行接口等，HD3SS3202 也能发挥重要作用。

六、电源和布局建议

1. 电源建议

HD3SS3202 不需要特定的电源顺序。TI 建议在器件的 $V_{CC}$ 引脚附近放置一个 100nF 的去耦电容，以确保电源的稳定性。

2. 布局建议

在布局方面，建议采用 4 层 PCB 堆叠结构，顶层为信号层，第二层为地平面，第三层为 $V_{CC}$ 平面，底层为信号层。这样的布局可以减少信号干扰，提高信号的完整性。

七、器件支持和注意事项

1. 器件和文档支持

可以通过 TI.com.cn 上的器件产品文件夹接收文档更新通知。TI 还提供了社区资源，如 E2E 在线社区，工程师可以在其中咨询问题、分享知识。

2. 静电放电警告

ESD 可能会损坏该集成电路，因此在处理和安装 HD3SS3202 时，需要采取适当的预防措施，避免静电对器件造成损害。

3. 重要通知和免责声明

TI 按原样提供技术和可靠性数据等资源，不保证没有瑕疵且不做出任何明示或暗示的担保。在使用这些资源时，需要自行承担选择合适产品、设计验证测试应用等责任。

HD3SS3202 是一款性能卓越、应用广泛的高速差动开关器件。电子工程师在设计高速数据传输系统时，可以考虑使用 HD3SS3202 来提高系统的性能和稳定性。但在实际应用中，需要严格按照器件的规格参数和设计建议进行设计，以确保器件的正常工作。你在使用类似器件时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。