newcathay
2008-11-24, 05:06 PM
不好意思啊，這篇文章的PDF都是簡體中文，因為主要是在大陸發表的！
今天拆解i.HUB.4 USB 2.0 HUB，先來一張全身相
http://www.newcathaytech.com/images/usbhub/workshop/ihub_4_with_thinkpad.jpg
在hub周圍有8顆鏍絲，擰開以後就直接拆開為三部分：上、下蓋和電路板
http://www.newcathaytech.com/images/usbhub/workshop/ihub_4_part_2_3.jpg
上圖中有個紅圈圈住的地方大家仔細看，是貼在上蓋上的，再來一張更大的圖
http://www.newcathaytech.com/images/usbhub/workshop/top_silicon.jpg
這是一塊矽膠散熱片。在無被動散熱的情況下,NEC μpd720114的空載溫度大約在36度左右，當處於4port USB 2.0全使用的時候，晶片表面溫度超過50度，而這塊矽膠散熱片將晶片的熱量直接帶到外蓋上，利用鋁合金強大的散熱能力，能保證在最大功率情況下，晶片溫度不超過39度，為整個個HUB的長期穩定工作，尤其在炎炎夏季的長期穩定工作，打下堅實基礎！
正面照
http://www.newcathaytech.com/images/usbhub/workshop/top.jpg
從正面照可以看到密密麻麻的元件，用料十足。
最左邊能看到的那個小黃豆是鉭聚合物電容，大家別小看它，和我們平時見到的那種鉭二氧化錳電容可是兩回事，下文中我們可以看到詳細的差別介紹：
http://www.newcathaytech.com/images/pdf.jpg圖說鉭電容_同是小黃豆_玄機大不同.pdf (http://www.newcathaytech.com/downloads/usbhub/tan_cap_difference.pdf)
再右邊一點就是HUB的供電電路，採用TD1410的的DC-DC供電
http://www.newcathaytech.com/images/usbhub/workshop/td1410_efficiency.jpg
上圖為TD1410的電源效率圖，從圖可以看出，在絕大部分電流空間裏，1410的效率都維持在高達90%以上，相比普通HUB所用的1117的66%的轉換率，更節省電能，在相同電流情況下也更能保障下游設備，尤其是移動硬碟的供電！
http://www.newcathaytech.com/images/pdf.jpgUSBHub分析—電源篇.pdf (http://www.newcathaytech.com/downloads/usbhub/poweric.pdf)
附上TD1410和AMS1117電源晶片的資料手冊
http://www.newcathaytech.com/images/pdf.jpgTD1410.pdf (http://www.newcathaytech.com/downloads/usbhub/TD1410.pdf)
http://www.newcathaytech.com/images/pdf.jpgAMS1117.pdf (http://www.newcathaytech.com/downloads/usbhub/AMS1117.pdf)
在板子的下部，我們可以看見小的暗黃色的貼片電容，這就是我們常說的MLCC（瓷片層積電容）,這種電容具有體積小,超低ESR等優點，缺點就是容量和耐壓值上不去，在大容量的應用中是看不到她的身影的，但在小容量低電壓領域，那是絕對的王道。
http://www.newcathaytech.com/images/pdf.jpgi.HUB.4 USBHub 分析——MLCC (http://www.newcathaytech.com/downloads/usbhub/cap_mlcc.pdf)
http://www.newcathaytech.com/images/pdf.jpg貼片電容的材質規格 (http://www.newcathaytech.com/downloads/usbhub/cap_material.pdf)
我們還可以看見有一類MLCC電容被單獨提出來，那就是0402 X7R MLCC,為什麼要單一獨看這個電容呢，因為我們平時僅會在手機等高端設備中看這個電容的身影，還是一個字，貴。0402的電容在這裏是作為濾波用途，由於材質本身的寄生電感、電容的緣故，對於高頻信號的濾波，0402相對於0603，體積更小，高頻性能更佳，對於處理高速信號的USB 2.0hub，使用0402的電容能更好的濾除高頻雜波，得到更純淨的電源，保證晶片的穩定工作。
接下來我們來看看那個磁珠，
http://www.newcathaytech.com/images/usbhub/workshop/fb_on_ihub.jpg
上圖是電路圖中的磁珠，從圖上可以看出，磁珠是用來消除數位電源、地到類比電源、地的數位信號干擾，大家知道，數位信號是簡單的0/1信號，可以維持很高頻率的穩定傳輸，但是由於數位信號不斷的上升、下降，不斷產生對電源的吸、放，這樣，在數位電路的電源和地就會相應產生高頻的數位信號雜波。如果大家玩過音響就知道，電源裏的數位信號的雜波對類比電路影響極大，一方面，我們可以通過電源和地的佈線來被動的消減數字電路對類比電路的干擾；另一方面，則是利用FB（磁珠）主動的將高頻雜波轉換為熱能從而在類比電路部分得到純淨的電源，保證類比部分的正常工作。
http://www.newcathaytech.com/images/usbhub/inner/choke_coil_on_ihub4_detail_no_url.jpg
在電路板的上部，每個usb介面的後面，我們都能發現一個小小的四腳元件，這就是消除信號中共模干擾的共模扼流器，這個器件最大的好處是在不影響USB的差模信號的情況下，極大限度的消除信號中的共模干擾信號。我們常見的線纜上的磁環和這個功能相似，但由於共模扼流圈在極小的空間中以高密度繞線，相對線纜上的磁環，極大的提高了高頻干擾信號的消除能力。
至於中間的NEC μpd720114晶片，大家再熟悉不過了，網上公認的性能和穩定性最佳的芯處，同時150mA的超低功耗也保證設備的低發熱和下游設備的供電能力！
現在來看看背面
http://www.newcathaytech.com/images/usbhub/workshop/back.jpg
i.HUB.4完整的設計了ESD和EMI電路，完善的電路保護，純淨的電源，保證外設和HUB的安全和穩定工作！
http://www.newcathaytech.com/images/pdf.jpgUSB2的EMI和ESD的設計 (http://www.newcathaytech.com/downloads/usbhub/USB2_EMI_ESD_design.pdf)
上圖中的雙電源切換部分能保證雙電源的無縫ns級切換，
http://www.newcathaytech.com/images/pdf.jpgi.HUB.4 USBHub分析—雙電源切換 (http://www.newcathaytech.com/downloads/usbhub/dualpwr.pdf)
另有51nb網友的測試三合USB HUB的文章，摘錄於下
http://www.newcathaytech.com/images/pdf.jpg雙電源切換——51nb網友測試 (http://www.newcathaytech.com/downloads/usbhub/dualpwrswitch_51nb.pdf)
PPTC電路保證在下游出現過流電流甚至極端的電源短路情況下切斷電源，保護電本設備和上游主板的USB埠電路！
http://www.newcathaytech.com/images/usbhub/workshop/crystal.jpg
i.HUB採用的這種晶振是日本原產的，現在國內還沒有廠家能做出這種晶振！
終於寫完了，歡迎拍磚，水平有限，還望高手指點！
贊助商連結
今天拆解i.HUB.4 USB 2.0 HUB，先來一張全身相
http://www.newcathaytech.com/images/usbhub/workshop/ihub_4_with_thinkpad.jpg
在hub周圍有8顆鏍絲，擰開以後就直接拆開為三部分：上、下蓋和電路板
http://www.newcathaytech.com/images/usbhub/workshop/ihub_4_part_2_3.jpg
上圖中有個紅圈圈住的地方大家仔細看，是貼在上蓋上的，再來一張更大的圖
http://www.newcathaytech.com/images/usbhub/workshop/top_silicon.jpg
這是一塊矽膠散熱片。在無被動散熱的情況下,NEC μpd720114的空載溫度大約在36度左右，當處於4port USB 2.0全使用的時候，晶片表面溫度超過50度，而這塊矽膠散熱片將晶片的熱量直接帶到外蓋上，利用鋁合金強大的散熱能力，能保證在最大功率情況下，晶片溫度不超過39度，為整個個HUB的長期穩定工作，尤其在炎炎夏季的長期穩定工作，打下堅實基礎！
正面照
http://www.newcathaytech.com/images/usbhub/workshop/top.jpg
從正面照可以看到密密麻麻的元件，用料十足。
最左邊能看到的那個小黃豆是鉭聚合物電容，大家別小看它，和我們平時見到的那種鉭二氧化錳電容可是兩回事，下文中我們可以看到詳細的差別介紹：
http://www.newcathaytech.com/images/pdf.jpg圖說鉭電容_同是小黃豆_玄機大不同.pdf (http://www.newcathaytech.com/downloads/usbhub/tan_cap_difference.pdf)
再右邊一點就是HUB的供電電路，採用TD1410的的DC-DC供電
http://www.newcathaytech.com/images/usbhub/workshop/td1410_efficiency.jpg
上圖為TD1410的電源效率圖，從圖可以看出，在絕大部分電流空間裏，1410的效率都維持在高達90%以上，相比普通HUB所用的1117的66%的轉換率，更節省電能，在相同電流情況下也更能保障下游設備，尤其是移動硬碟的供電！
http://www.newcathaytech.com/images/pdf.jpgUSBHub分析—電源篇.pdf (http://www.newcathaytech.com/downloads/usbhub/poweric.pdf)
附上TD1410和AMS1117電源晶片的資料手冊
http://www.newcathaytech.com/images/pdf.jpgTD1410.pdf (http://www.newcathaytech.com/downloads/usbhub/TD1410.pdf)
http://www.newcathaytech.com/images/pdf.jpgAMS1117.pdf (http://www.newcathaytech.com/downloads/usbhub/AMS1117.pdf)
在板子的下部，我們可以看見小的暗黃色的貼片電容，這就是我們常說的MLCC（瓷片層積電容）,這種電容具有體積小,超低ESR等優點，缺點就是容量和耐壓值上不去，在大容量的應用中是看不到她的身影的，但在小容量低電壓領域，那是絕對的王道。
http://www.newcathaytech.com/images/pdf.jpgi.HUB.4 USBHub 分析——MLCC (http://www.newcathaytech.com/downloads/usbhub/cap_mlcc.pdf)
http://www.newcathaytech.com/images/pdf.jpg貼片電容的材質規格 (http://www.newcathaytech.com/downloads/usbhub/cap_material.pdf)
我們還可以看見有一類MLCC電容被單獨提出來，那就是0402 X7R MLCC,為什麼要單一獨看這個電容呢，因為我們平時僅會在手機等高端設備中看這個電容的身影，還是一個字，貴。0402的電容在這裏是作為濾波用途，由於材質本身的寄生電感、電容的緣故，對於高頻信號的濾波，0402相對於0603，體積更小，高頻性能更佳，對於處理高速信號的USB 2.0hub，使用0402的電容能更好的濾除高頻雜波，得到更純淨的電源，保證晶片的穩定工作。
接下來我們來看看那個磁珠，
http://www.newcathaytech.com/images/usbhub/workshop/fb_on_ihub.jpg
上圖是電路圖中的磁珠，從圖上可以看出，磁珠是用來消除數位電源、地到類比電源、地的數位信號干擾，大家知道，數位信號是簡單的0/1信號，可以維持很高頻率的穩定傳輸，但是由於數位信號不斷的上升、下降，不斷產生對電源的吸、放，這樣，在數位電路的電源和地就會相應產生高頻的數位信號雜波。如果大家玩過音響就知道，電源裏的數位信號的雜波對類比電路影響極大，一方面，我們可以通過電源和地的佈線來被動的消減數字電路對類比電路的干擾；另一方面，則是利用FB（磁珠）主動的將高頻雜波轉換為熱能從而在類比電路部分得到純淨的電源，保證類比部分的正常工作。
http://www.newcathaytech.com/images/usbhub/inner/choke_coil_on_ihub4_detail_no_url.jpg
在電路板的上部，每個usb介面的後面，我們都能發現一個小小的四腳元件，這就是消除信號中共模干擾的共模扼流器，這個器件最大的好處是在不影響USB的差模信號的情況下，極大限度的消除信號中的共模干擾信號。我們常見的線纜上的磁環和這個功能相似，但由於共模扼流圈在極小的空間中以高密度繞線，相對線纜上的磁環，極大的提高了高頻干擾信號的消除能力。
至於中間的NEC μpd720114晶片，大家再熟悉不過了，網上公認的性能和穩定性最佳的芯處，同時150mA的超低功耗也保證設備的低發熱和下游設備的供電能力！
現在來看看背面
http://www.newcathaytech.com/images/usbhub/workshop/back.jpg
i.HUB.4完整的設計了ESD和EMI電路，完善的電路保護，純淨的電源，保證外設和HUB的安全和穩定工作！
http://www.newcathaytech.com/images/pdf.jpgUSB2的EMI和ESD的設計 (http://www.newcathaytech.com/downloads/usbhub/USB2_EMI_ESD_design.pdf)
上圖中的雙電源切換部分能保證雙電源的無縫ns級切換，
http://www.newcathaytech.com/images/pdf.jpgi.HUB.4 USBHub分析—雙電源切換 (http://www.newcathaytech.com/downloads/usbhub/dualpwr.pdf)
另有51nb網友的測試三合USB HUB的文章，摘錄於下
http://www.newcathaytech.com/images/pdf.jpg雙電源切換——51nb網友測試 (http://www.newcathaytech.com/downloads/usbhub/dualpwrswitch_51nb.pdf)
PPTC電路保證在下游出現過流電流甚至極端的電源短路情況下切斷電源，保護電本設備和上游主板的USB埠電路！
http://www.newcathaytech.com/images/usbhub/workshop/crystal.jpg
i.HUB採用的這種晶振是日本原產的，現在國內還沒有廠家能做出這種晶振！
終於寫完了，歡迎拍磚，水平有限，還望高手指點！
贊助商連結