电子产品世界

2．2 数据信号驱动

USB使用一个差模驱动器来实现向USB电缆传输USB数据信号。在低输出状态，驱动器稳态输出的变化幅度必须是VOL＜0．3V，此时应有1．5kΩ负载加到3．6V电源上；在高输出状态，驱动器稳态输出的变化幅度必须使Vho＞2．8V，此时在地上有15kΩ负载，差模高输出状态和低输出状态之间输出的变化幅度必须很好地进行平衡，从而将信号偏差减至最小。另外，还需要驱动器上的摆动速率控制功能把辐射噪音和串话减至最小。驱动器输出必须支持三态操作，以此来进行双向半双工通信。同时还需高阻抗来将那些正在进行热插入操作或已经连接了但电源却没有接通的下行设备同端口隔离开来。相对于没有损坏的局部参考地而言，驱动器必须能承受信号管脚上的一o．5～3．8V电压。

2．3 数据信号接收

接受USB数据信号时也必须利用1个差模输入接受器。当2个差模数据输入以地电位作为参考，并且处于0．8-2．5V这样的范围之间时，接受器具有的灵敏度至少200mV，这称为共模输入电压范围。当差模信号线不在共模范围之内时，也要求能进行正确的数据接受。如果在没有损坏并以本地地电位作电位参考的条件下，接收器所能接收的稳态电平输入电压应该位于一o．5-3．8V之间。另外对于不同的接收器而言，每一条信号线都必须有1个单端接收器，这样接收器必须具有1个位于0。8～2．0V之间(TTL输入)这样的开关阀值电压。

3 USB接口工作电路主要参数

3．1 数据编码／解码

在传输信号时，USB应用了NRZI编码方式。在NRZI编码中，"1"由不出现电平变化来表示，而"0"由电平发生变化来表示。图4给出一个数据流和等同的NRZI码流，其中高电平代表数据线上的J状态，而图示代表了NRZI编码过程。一串"0"会使得NRZI数据每比特周期都会出现跳变，而一串连"1"则使得数据中长时间不会出现变化。

3.2 比特填充

为了保证信号有足够的变化，在USB上发送一个分组数据时，传输设备要进行比特填充。如图5所示，对于USB上进行NRZI编码之前，在数据流内每6个连"1"之后都应该插入1个"0"，从而在NRZI数据流中强制加入1个变化。这样在逻辑上至少每7个比特周期，接收器就会接收到1个数据变化，以保证数据和时钟相互锁定。接收器必须对NRZI数据进行解码，识别填充比特并丢失他们。比特填充sync(同步)模式开始进行，并贯穿于整个传输过程中。用于终止该sync方式的数据"1"，将作为一个序列中的第1个数据而加以计数。比特填充总是被强制执行，不会有什么例外。如果比特填充原则需要的话，即使该比特是分组结束(EOP)信号之前的最后一个比特，也会在最后面插入-个"0"比特。

3．3 数据信号速率

全速数据速率的标称值是12Mb／s。对于全功能设备的数据速率容差为±0．25％。为了符合帧时间间隔精度的需要，主控制器的精度必须保证其优于±0．05％。对于低速率名誉上为1．5Mb／s，所允许的频率容差为±1．5％。这一误差包括下列原因所产生的不准确性：最初的频率的正确度、晶体容性负载、提高给振荡器的电压、温度和老化。低速率的的抖动应该小于10ns，这一容差允许在低速率设备中实用价格较低振荡器。

4 结 论

近几年来，随着大量支持USB的个人电脑及Windows的广泛应用，使用USB接口设备(携式、手提式电子产品的日益增多)也以惊人的述度发展。这里详细介绍了PDIUSBDl2芯片在USB接口电路方面的应用。所以，对于广大的工程师设计人员来说，USB是设计外设接口时的首选总线。

关键词： PDIUSBDl2 信号处理 USB接口 扫描仪