ZHCSXC1 November   2024 TUSB5461-Q1

ADVANCE INFORMATION  

  1.   1
  2. 1 特性
  3. 2 应用
  4. 3 说明
  5. 4 引脚配置和功能
  6. 5 规格
    1. 5.1  绝对最大额定值
    2. 5.2  ESD 等级
    3. 5.3  建议运行条件
    4. 5.4  热性能信息
    5. 5.5  电源特性
    6. 5.6  控制 I/O 直流电气特性
    7. 5.7  USB 和 DP 电气特性
    8. 5.8  时序要求
    9. 5.9  开关特性
    10. 5.10 典型特性
  7.   参数测量信息
  8. 6 详细说明
    1. 6.1 概述
    2. 6.2 功能方框图
    3. 6.3 特性说明
      1. 6.3.1 USB 3.2
      2. 6.3.2 DisplayPort
      3. 6.3.3 四电平输入
      4. 6.3.4 接收器线性均衡
    4. 6.4 器件功能模式
      1. 6.4.1 GPIO 模式下的器件配置
      2. 6.4.2 I2C 模式中的器件配置
      3. 6.4.3 DisplayPort 模式
      4. 6.4.4 线性 EQ 配置
      5. 6.4.5 线性 VOD
      6. 6.4.6 VOD 模式
        1. 6.4.6.1 线性 VOD
        2. 6.4.6.2 限幅 VOD
      7. 6.4.7 发送均衡
      8. 6.4.8 USB3.2 模式
      9. 6.4.9 下行端口自适应均衡
        1. 6.4.9.1 I2C 模式下快速自适应均衡
        2. 6.4.9.2 完全自适应均衡
        3. 6.4.9.3 GPIO 模式 (I2C_EN = F) 下完全自适应均衡
    5. 6.5 编程
      1. 6.5.1 模式转换
      2. 6.5.2 伪代码示例
        1. 6.5.2.1 具有线性转接驱动器模式的快速 AEQ
        2. 6.5.2.2 具有限幅转接驱动器模式的快速 AEQ
        3. 6.5.2.3 具有线性转接驱动器模式的完全 AEQ
        4. 6.5.2.4 具有限幅转接驱动器模式的完全 AEQ
      3. 6.5.3 TUSB5461-Q1 I2C 地址选项
      4. 6.5.4 TUSB5461-Q1 I2C 目标行为
  9. 7 寄存器映射
    1. 7.1 TUSB5461-Q1 寄存器
  10. 8 应用和实施
    1. 8.1 应用信息
    2. 8.2 典型应用
      1. 8.2.1 设计要求
      2. 8.2.2 详细设计过程
        1. 8.2.2.1 USB 和 DP 上行端口（USB 主机/DP GPU 到 USB-C 插座）配置
        2. 8.2.2.2 USB 下行端口（USB-C 插座到 USB 主机）配置
          1. 8.2.2.2.1 固定均衡
          2. 8.2.2.2.2 快速自适应均衡
          3. 8.2.2.2.3 完全自适应均衡
        3. 8.2.2.3 ESD 保护
      3. 8.2.3 应用曲线
    3. 8.3 系统示例
      1. 8.3.1 仅 USB 3.1
      2. 8.3.2 USB 3.1 和 2 通道 DisplayPort 模式
      3. 8.3.3 仅 DisplayPort
    4. 8.4 电源相关建议
    5. 8.5 布局
      1. 8.5.1 布局指南
      2. 8.5.2 布局示例
  11. 9 器件和文档支持
    1. 9.1 接收文档更新通知
    2. 9.2 支持资源
    3. 9.3 商标
    4. 9.4 静电放电警告
    5. 9.5 术语表
  12. 10修订历史记录
  13. 11机械、封装和可订购信息
    1. 11.1 卷带包装信息
    2. 11.2 机械数据

封装选项

机械数据 (封装 | 引脚)
散热焊盘机械数据 (封装 | 引脚)
订购信息

5.7 USB 和 DP 电气特性

在自然通风条件下的工作温度范围和电压范围内测得（除非另有说明）
参数 测试条件 最小值 典型值 最大值 单位
USB Gen 2 差分接收器（RX1p/n、RX2p/n、SSTXp/n）
V(RX-DIFF-PP) 输入差分峰峰值电压摆幅线性动态范围 通过基准通道在 CTLE 后测得的交流耦合差分峰峰值信号 1200 mVppd
V(RX-DC-CM) 接收器中的共模电压偏置（直流） 0 V
VRX_CM-INST 以下工作状态下的最大瞬时 RX 直流共模电压变化：关断切换至导通、禁用切换至断开、U3 切换至断开。 在 200kΩ 负载下交流耦合电容器的非转接驱动器侧测量。 -500   1000 mV
VRX_CM-INST 以下工作状态下的最大瞬时 RX 直流共模电压变化：断开切换至 U0、U0 切换至 U3、U3 切换至 U0。 在 50Ω 负载下交流耦合电容器的非转接驱动器侧测量。 -300   1000 mV
R(RX-DIFF-DC) 差分输入阻抗（直流） 在 TXP/TXN 上检测到 USB3 器件后存在 72 90 110 Ω
R(RX-CM-DC) 接收器直流共模阻抗 在 TXP/TXN 上检测到 USB3 器件后存在 18 30 Ω
Z(RX-HIGH-IMP-DC-POS) 禁用具有终端时的共模输入阻抗（直流） 在 TXP/TXN 上未检测到 USB3 器件时存在。在相对于 GND 的 0V 至 500mV 范围内测得。 25 kΩ
V(SIGNAL-DET-DIFF-PP) 输入差分峰峰值信号检测置位电平 在 5Gbps 下，无输入损耗，PRBS7 码型 100 mVppd
V(RX-IDLE-DET-DIFF-PP) 输入差分峰峰值信号检测置为无效电平 在 5Gbps 下，无输入损耗，PRBS7 码型 80 mVppd
V(RX-LFPS-DET-DIFF-PP) 低频率周期性信令 (LFPS) 检测阈值 VCC = 3.3V；25℃ ≤ TA ≤ 105℃；在 25MHz 和 300mVppd VIN 下进行测试；低于最小值时进行静噪 100 300 mVppd
V(RX-CM-AC-P) 峰值 RX 交流共模电压 在封装引脚处测得 150 mVppd
RL(RX-DIFF) 差分回波损耗 90Ω 下 50MHz 至 1.25GHz； -19 dB
RL(RX-DIFF) 差分回波损耗 90Ω 下 2.5GHz； -15 dB
RL(RX-CM) 共模回波损耗 90Ω 下 50MHz 至 2.5GHz； -10 dB
EQ_SSTX0 100MHz 下 SSTX 接收器均衡 FLIPSEL = 0；SSEQ_SEL = 0； 1.8 dB
EQ_SSTX0 100MHz 下 SSTX 接收器均衡 FLIPSEL = 1；SSEQ_SEL = 0； 2.1 dB
EQ_SSTX15 100MHz 下 SSTX 接收器均衡 FLIPSEL = 0；SSEQ_SEL = 15； 3.6 dB
EQ_SSTX15 100MHz 下 SSTX 接收器均衡 FLIPSEL = 1；SSEQ_SEL = 15； 4.0 dB
EQ_SSTX15 2.5GHz 下 SSTX 接收器均衡 FLIPSEL = 0；SSEQ_SEL = 15； 12.0 dB
EQ_SSTX15 2.5GHz 下 SSTX 接收器均衡 FLIPSEL = 1；SSEQ_SEL = 15； 12.2 dB
EQ_RX0 100MHz 下 RX1 接收器均衡 FLIPSEL = 0；EQ1_SEL = 0； 1.7 dB
EQ_RX15 100MHz 下 RX1 接收器均衡 FLIPSEL = 0；EQ1_SEL = 15； 3.5 dB
EQ_RX15 2.5GHz 下 RX1 接收器均衡 FLIPSEL = 0；EQ1_SEL = 15； 11.6 dB
EQ_RX0 100MHz 下 RX2 接收器均衡 FLIPSEL = 1；EQ2_SEL = 0； 2.0 dB
EQ_RX15 100MHz 下 RX2 接收器均衡 FLIPSEL = 1；EQ2_SEL = 15； 3.8 dB
EQ_RX15 2.5GHz 下 RX2 接收器均衡 FLIPSEL = 1；EQ2_SEL = 15； 11.4 dB
CAC-USB1 SSTX 上必要的外部交流耦合电容器 75 265 nF
CAC-USB2 RX1 和 RX2 上可选的外部交流耦合电容器。 297 363 nF
USB Gen 2 差分变送器（TX1p/n、TX2p/n、SSRXp/n）
VTX(DIFF-PP) 发送器动态差分电压摆幅范围。 1200 mVppd
VTX(RCV-DETECT) 接收器检测期间允许的电压变化量 600 mV
VTX-CM-INST 以下工作状态下的最大瞬时 TX 直流共模电压变化：  关断切换至导通、导通切换至关断，禁用切换至断开、U3 切换至断开。 在 200kΩ 负载下交流耦合电容器的非转接驱动器侧单端测量。 -500   1000 mV
VTX-CM-INST 以下工作状态下的最大瞬时 TX 直流共模电压变化：  断开切换至 U0、U0 切换至 U2/U3、U2/U3 切换至 U0。 在 50Ω 负载下交流耦合电容器的非转接驱动器侧单端测量。 -300   1000 mV
VTX(CM-IDLE-DELTA) 处于 U2/U3 且未主动发送 LFPS 时的发送器空闲共模电压变化 -300 600 mV
VTX(DC-CM) 发送器中的共模电压偏置（直流） 0.6 1 V
VTX(CM-AC-PP-ACTIVE) TX 交流共模电压有源 Txp + Txn 在时间和振幅上的最大不匹配 100 mVpp
VTX(IDLE-DIFF-AC-PP) 交流电气空闲差分峰峰值输出电压 在高通滤波器 (HPF) 之后的封装引脚上，移除直流分量；HPF = 1/LPF；在 RX 端子上不施加交流或直流信号； 0 10 mV
VTX(IDLE-DIFF-DC) 直流电气空闲差分输出电压 在低通滤波器 (LPF) 之后的封装引脚处，移除交流元件；LPF = 1/HPF；在 RX 端子上不施加交流或直流信号； 0 14 mV
VTX(CM-DC-ACTIVE-IDLE-DELTA) U1 和 U0 之间的绝对直流共模电压 在封装引脚处 200 mV
RTX(DIFF) 驱动器的差分阻抗 80 90 120 Ω
RTX(CM) 驱动器的共模阻抗 在 0V 至 500mV 范围内相对于交流地
测得		 18 30 Ω
VSSRX-LIMITED-VODL0 配置为限幅转接驱动器和 LINR_L0 时的 SSRX 差分峰峰值电压 TX_PRESHOOT_EN = 0；TX_DEEMPHASIS_EN = 0； 800 mVppd
VSSRX-LIMITED-VODL1 配置为限幅转接驱动器和 LINR_L1 时的 SSRX 差分峰峰值电压 TX_PRESHOOT_EN = 0；TX_DEEMPHASIS_EN = 0； 900 mVppd
VSSRX-LIMITED-VODL2 配置为限幅转接驱动器和 LINR_L2 时的 SSRX 差分峰峰值电压 TX_PRESHOOT_EN = 0；TX_DEEMPHASIS_EN = 0； 1000 mVppd
VSSRX-LIMITED-VODL3 配置为限幅转接驱动器和 LINR_L3 时的 SSRX 差分峰峰值电压 TX_PRESHOOT_EN = 0；TX_DEEMPHASIS_EN = 0； 1100 mVppd
VSSRX-DE-RATIO0 配置为限幅转接驱动器并启用去加重时的 SSRX 去加重。 TX_PRESHOOT_EN = 0；TX_DEEMPHASIS_EN = 1；TX_DEEPHASIS = 2'b00；USB_SSRX_VOD = 2'b00 (LINR_L3)； -1.5 dB
VSSRX-DE-RATIO1 配置为限幅转接驱动器并启用去加重时的 SSRX 去加重。 TX_PRESHOOT_EN = 0；TX_DEEMPHASIS_EN = 1；TX_DEEPHASIS = 2'b01；USB_SSRX_VOD = 2'b00 (LINR_L3)； -2.1 dB
VSSRX-DE-RATIO2 配置为限幅转接驱动器并启用去加重时的 SSRX 去加重。 TX_PRESHOOT_EN = 0；TX_DEEMPHASIS_EN = 1；TX_DEEPHASIS = 2'b10；USB_SSRX_VOD = 2'b00 (LINR_L3)； -3.2 dB
VSSRX-DE-RATIO3 配置为限幅转接驱动器并启用去加重时的 SSRX 去加重。 TX_PRESHOOT_EN = 0；TX_DEEMPHASIS_EN = 1；TX_DEEPHASIS = 2'b11；USB_SSRX_VOD = 2'b00 (LINR_L3)； -3.8 dB
VSSRX-PRESH-RATIO0 配置为限幅转接驱动器并启用预冲时的 SSRX 预冲电平。 TX_PRESHOOT_EN = 1；TX_DEEMPHASIS_EN = 0；TX_PRESHOOT = 2'b00；USB_SSRX_VOD = 2'b00 (LINR_L3)； 1.5 dB
VSSRX-PRESH-RATIO1 配置为限幅转接驱动器并启用预冲时的 SSRX 预冲电平。 TX_PRESHOOT_EN = 1；TX_DEEMPHASIS_EN = 0；TX_PRESHOOT = 2'b01；USB_SSRX_VOD = 2'b00 (LINR_L3)； 2.0 dB
VSSRX-PRESH-RATIO2 配置为限幅转接驱动器并启用预冲时的 SSRX 预冲电平。 TX_PRESHOOT_EN = 1；TX_DEEMPHASIS_EN = 0；TX_PRESHOOT = 2'b10；USB_SSRX_VOD = 2'b00 (LINR_L3)； 2.3 dB
VSSRX-PRESH-RATIO3 配置为限幅转接驱动器并启用预冲时的 SSRX 预冲电平。 TX_PRESHOOT_EN = 1；TX_DEEMPHASIS_EN = 0；TX_PRESHOOT = 2'b11；USB_SSRX_VOD = 2'b00 (LINR_L3)； 2.8 dB
ITX(SHORT) TX 短路电流 TX± 短路至 GND 40 mA
RLTX(DIFF) 差分回波损耗 90Ω 下 50MHz 至 1.25GHz -20 dB
RLTX(DIFF) 差分回波损耗 90Ω 下 2.5GHz -20 dB
RLTX(CM) 共模回波损耗 90Ω 下 50MHz 至 2.5GHz -8.5 dB
CTX-AC(COUPLING) 外部必要交流耦合电容器 75 265 nF
交流特性
串扰 TX 和 RX 信号对之间的差分串扰 在 2.5GHz 下；EQ = 0； -40 dB
CPLF-LINRL0 LINR_L0 设置下的低频 –1dB 压缩点。  在 100MHz 下，200mVpp < VID < 1200mVpp，EQ = 0 600 mVppd
CPHF-LINRL0 LINR_L0 设置下的高频 –1dB 压缩点。   在 2.5GHz 下，200mVpp < VID < 1200mVpp，EQ = 0 550 mVppd
CPHF-LINRL0 LINR_L0 设置下的高频 –1dB 压缩点。   在 5GHz 下，200mVpp < VID < 1200mVpp，EQ = 0 550 mVppd
CPLF-LINRL1 LINR_L1 设置下的低频 –1dB 压缩点。   在 100MHz 下，200mVpp < VID < 1200mVpp，EQ = 0 700 mVppd
CPHF-LINRL1 LINR_L1 设置下的高频 –1dB 压缩点。   在 2.5GHz 下，200mVpp < VID < 1200mVpp，EQ = 0 650 mVppd
CPHF-LINRL1 LINR_L1 设置下的高频 –1dB 压缩点。   在 5GHz 下，200mVpp < VID < 1200mVpp，EQ = 0 650 mVppd
CPLF-LINRL2 LINR_L2 设置下的低频 –1dB 压缩点。   在 100MHz 下，200mVpp < VID < 1200mVpp，EQ = 0 800 mVppd
CPHF-LINRL2 LINR_L2 设置下的高频 –1dB 压缩点。   在 2.5GHz 下，200mVpp < VID < 1200mVpp，EQ = 0 750 mVppd
CPHF-LINRL2 LINR_L2 设置下的高频 –1dB 压缩点。   在 5GHz 下，200mVpp < VID < 1200mVpp，EQ = 0 750 mVppd
CPLF-LINRL3 LINR_L3 设置下的低频 –1dB 压缩点。   在 100MHz 下，200mVpp < VID < 1200mVpp，EQ = 0 900 mVppd
CPHF-LINRL3 LINR_L3 设置下的高频 –1dB 压缩点。   在 2.5GHz 下，200mVpp < VID < 1200mVpp，EQ = 0 830 mVppd
CPHF-LINRL3 LINR_L3 设置下的高频 –1dB 压缩点。   在 5GHz 下，200mVpp < VID < 1200mVpp，EQ = 0 830 mVppd
tTX_DJ TX 输出确定性残留抖动 VID = 1Vppd；最优 EQ 设置；12 英寸前置沟道（5GHz 下 SDD21 = –11.2dB）；1.6 英寸后置沟道（5GHz 下 SDD21 = –1.8dB）；PRBS7；5Gbps 下 USB 3 0.05 UI
tTX_DJ TX 输出确定性残留抖动 VID = 0.8Vppd；最优 EQ 设置；12 英寸前置沟道（5GHz 下 SDD21 = –8.2dB）；1.6 英寸后置沟道（5GHz 下 SDD21 = –1.8dB）；PRBS7；8.1Gbps 下 DP 0.04 UI
DisplayPort 接收器 (DP[3:0]p/n)
VID(PP) 峰峰值输入差分动态电压范围 1400 V
VIC 输入共模电压 0 1.75 2 V
VRX_CM-INST 以下工作状态下的最大瞬时 RX 直流共模电压变化：  关断切换至导通、禁用切换至 4DP 低功耗、4DP 运行切换有效至禁用。(1)  在 200kΩ 负载下交流耦合电容器的非转接驱动器侧单端测量。 -1200 1000 mV
VRX_CM-INST 以下工作状态下的最大瞬时 RX 直流共模电压变化：  禁用切换至 4DP 运行 (D0)、D0 切换至 D3、D3 切换至 D0。 在 50Ω 负载下交流耦合电容器的非转接驱动器侧单端测量。 -500 1000 mV
dR 数据速率 8.1 Gbps
R(ti) 输入终端电阻 75 90 110 Ω
C(AC) 外部必要交流耦合电容器 75 265 nF
EQ_DP0 100MHz 下 DP0 接收器均衡 FLIPSEL = 0；DP0EQ_SEL = 0； -0.2 dB
EQ_DP15 100MHz 下 DP0 接收器均衡 FLIPSEL = 0；DP0EQ_SEL = 15； 2.3 dB
EQ_DP0 4.05GHz 下 DP0 接收器均衡 FLIPSEL = 0；DP0EQ_SEL = 0； 0.6 dB
EQ_DP15 4.05GHz 下 DP0 接收器均衡 FLIPSEL = 0；DP0EQ_SEL = 15； 14.5 dB
DisplayPort 变送器（TX1p/n、TX2p/n、RX1p/n、RX2p/n）
VTX-CM-INST 以下工作状态下的最大瞬时 TX 直流共模电压变化：禁用切换至 4DP 运行 (D0)、D0 切换至 D3、D3 切换至 D0。 在 50Ω 负载下交流耦合电容器的非转接驱动器侧测量。 -500 1000 mV
VTX-CM-INST 以下工作状态下的最大瞬时 TX 直流共模电压变化：禁用切换至 4DP 低功耗、4DP 运行切换至禁用 在 200kΩ 负载下交流耦合电容器的非转接驱动器侧测量。 -1000 1000 mV
VTX(DC-CM) 发送器中的共模电压偏置（直流） 0.6 1 V
RTX(DIFF) 驱动器的差分阻抗 80 90 120 Ω
AUXp 或 AUXn 和 SBU1 或 SBU2
RON 输出导通电阻 VCC = 3.3V；AUXp 的 VI = 0V 至 0.4V；AUXn 的
VI = 2.7V 至 3.6V		 2 5.5 10 Ω
ΔRON 对内导通电阻不匹配 VCC = 3.3V；AUXP 的 VI = 0V 至 0.4V；AUXN 的
VI = 2.7V 至 3.6V		 2.5 Ω
RON(FLAT) 在相同 VCC 和温度下测得的导通电阻平坦度（RON 最大值 – RON 最小值） VCC = 3.3V；AUXp 的 VI = 0V 至 0.4V；AUXn 的
VI = 2.7V 至 3.6V		 2 Ω
V(AUXP_DC_CM) AUXp 和 SBU1 的 AUX 通道直流共模电压。 VCC = 3.3V； 0 0.4 V
V(AUXN_DC_CM) AUXn 和 SBU2 的 AUX 通道直流共模电压 VCC = 3.3V； 2.7 3.6 V
C(AUX_ON) 导通状态电容 VCC = 3.3V；CTL1 = 1；VI = 0V
或 3.3V		 4 7 pF
C(AUX_OFF) 关断状态电容 VCC = 3.3V；CTL1 = 0；VI = 0V
或 3.3V		 3 6 pF
(1) 通过在禁用 DPTX 终端之前禁用转接驱动器，可以最大限度地减少 GPU (DPTX) 观测到的瞬时共模偏移。
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