HDMI和USB等超高速接口已成為快速傳輸大量數據的標準，但它們需要專用且有效的ESD和EMI保護。

在基于消費者和計算的產品中，超高速接口已成為需要在短時間內傳輸或復制大量數據（例如高清視頻和音頻）的常態。所有超高速接口，如HDMI 2.0和USB 3.2，都使用差分數據信號，并以較低的信號電平運行。高達 20 Gbit/s 的高數據速度需要精心設計的 PCB 布局來保持信號完整性。這一挑戰需要適當的阻抗匹配，以避免不可接受的損耗和反射。

需要考慮各種電磁干擾 （EMI） 方面，尤其是當敏感的 Wi-Fi、蜂窩或 GPS 接收器靠近潛在輻射高速接口時。由于高速有線線路和流行的無線標準經常干擾千兆赫茲范圍，因此不應忽視EMI問題，因為這些問題會顯著影響用戶體驗。

電磁干擾不是窒息問題！

為了保持超高速接口中的數據完整性，設計人員必須具備有效的EMI濾波功能。一個有用的器件是共模濾波器（CMF）或共模扼流圈（CMC），它由兩個耦合線圈組成。當電流在兩個線圈中沿同一方向流動時，濾波器具有高阻抗。相反，當電流以相反方向流動時，阻抗較低。

圖1 - 帶差分和共模輸入的共模扼流信號

當共模濾波器應用于差分數據線時，攜帶信息的數據的差分部分可以通過。同時，疊加共模信號內容被阻擋（圖1）。共模噪聲可能由不完美的發射器、其他信號的耦合和非對稱信號線產生。如果信號對改變方向且信號線長度不相等，則在PCB布局中可以輕松創建（圖2）。

圖2 - 路由產生的共模噪聲

如果走線在很小的距離內布線，則遠場中的差分信號將抵消磁場和電場。相比之下，共模信號會輻射到環境中，從而降低接收器模塊的靈敏度，尤其是在緊湊型設計中。例如，激活的USB 3.x接口可能會阻礙智能手機或計算設備正確接收Wi-Fi數據。

通過集成解決方案提高保護效率

保護USB和HDMI接口免受EMI的挑戰伴隨著保護它們（以及它們所連接的系統）免受潛在ESD沖擊的需求。USB Type-C 連接器中的供電能力和可逆插頭是 USB 接口的額外障礙。目前，大多數解決方案都采用單獨的器件來滿足每個需求，但Nexperia提供了一種將CMF+ESD保護結合在一個芯片中的替代集成方法，例如新的PCMF系列。

將CMF和ESD保護集成到單個器件中可降低整體PCB安裝空間要求。它還可以防止信號走線中出現額外的阻抗不匹配，這種不匹配在使用單獨的器件時可能發生。Nexperia的PCMF解決方案可提供最佳的魯棒性和低鉗位，同時濾除可能干擾2.4 GHz和5 GHz通道的EMI。

這些有效的二合一解決方案對于希望在設計過程的后期階段選擇是否需要EMI濾波器的設計人員很有幫助。我們的 PCMF 類型與多種 PESD 類型兼容，可實現僅 ESD 保護，因此僅 ESD 和 PCMF 解決方案可以在相同的 PCB 布局上實現。這樣，任何未使用的CMF封裝都不需要像傳統設計中那樣用電阻橋接，從而進一步簡化了整體設計和組裝。

審核編輯：郭婷