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FPD-LinkⅢ ESD保護方案推薦

2021/06/24 - 尤嘉禾

隨著汽車智慧化程度逐漸提升,高清攝影鏡頭和中控儀錶的普及,對影音資料的傳輸速率和穩定度有了更高的要求。FPD-Link和GMSL類型的傳輸訊號是目前廣泛應用的傳輸方案,兩者的架構相似,本文內推薦的ESD防護方案也適用於美信公司的GMSL訊號。

FPD-LinkⅢ是TI公司推出的傳輸訊號,最高傳輸速率為4Gbps,線纜上可以同時傳輸影音訊號和控制訊號,並且支援POC。在傳輸高速影音訊號和控制訊號的同時,還要傳輸電源,對系統的穩定度提出了非常高的要求。

FPD-LinkⅢ包含兩種模式(參考圖一):單端系統模式以及差分系統模式。單端系統模式是由1根同軸電纜組成,這種模式可以將訊號和電源整合在一條線纜上,顯著降低了線纜成本,主要應用於車載攝影鏡頭。差分系統模式是由2對差分線組成,主要應用於車內的高清中控顯示。

無論單端系統模式還是差分系統模式,傳輸的都是高速訊號,在複雜的電磁環境下,除了要維持電源穩定還要保證資料不被干擾,所以ESD防護要求也非常嚴格,車載系統主要遵循ISO10605國際標準來進行ESD耐受度的評估。對於TVS組件來說,首先需要取得AEC-Q101的認證。晶焱科技(Amazing)的車載系列TVS已經通過AEC-Q101標準認證並且能夠提供優秀的防護性能。

FPD-LinkⅢ單端系統模式的ESD防護,推薦使用的TVS參數應該符合Cj≤0.5pF, Vbr(Breakdown Voltage)≥13.2V,例如晶焱科技的AZ9817-01F,Cj=0.4pF(Typ.),不會影響高速訊號傳輸,能夠幫助系統在遭遇ESD時保持良好的穩定性。同時,AZ9817-01F的封裝為DFN1006,能夠節省PCB面積。依據每家主機廠要求不同,客戶可能會提出更高的DC耐壓需求,建議在選擇TVS規格時參照Cj≤0.5pF,Vbr≥1.1*VDC的標準來選擇。

對於差分系統模式的FPD-LinkⅢ應用,更推薦AZ9143-04F集成式TVS,封裝為DFN2510,支援直穿式Layout。需要注意的是,AZ9143-04F要放置在隔直電容之後。這顆TVS的Cj= 0.45pF(Typ.),在ESD=8kV時,鉗位電壓僅有9V。在國內某Top Panel客戶項目上已經得到驗證。目前,也有客戶提出直接將TVS放置在connector側,推薦的TVS規格亦參考Cj≤0.5pF, Vbr≥1.1*VDC的標準。晶焱科技的車載TVS產品能夠幫助系統在複雜的電磁環境下保持穩定,並且仍持續關注客戶的需求,不斷推出新產品。


圖說:圖一:FPD-LinkⅢ架構總覽。(晶焱)