USB2.0接口EMC設計方案
一、 接口概述
USB 通用串行總線（英文：Universal Serial Bus，簡稱USB）是連接外部裝置的一個串口匯流排標準，在計算機上使用廣泛，但也可以用在機頂盒和遊戲機上，補充標準On-The-Go（ OTG）使其能夠用於在便攜裝置之間直接交換資料。USB接口的電磁兼容性能關係到設備穩定行與數據傳輸的準確性，賽盛技術應用電磁兼容設計平臺（EDP）軟件從接口原理圖、結構設計，線纜設計三個方面來設計USB2.0接口的EMC設計方案
二、 接口電路 原理圖的EMC設計
1. USB 2.0接口防靜電ESD設計
圖1 USB 2.0接口防靜電設計
接口電路設計概述： 本方案從EMC原理上，進行了相關的抑制干擾和抗敏感度的設計；從設計層次解決EMC問題。
電路EMC設計說明：
（1）電路濾波設計要點：
L1爲共模濾波電感，用於濾除差分信號上的共模干擾； L2爲濾波磁珠，用於濾除爲電源上的干擾； C1、C2爲電源濾波電容，濾除電源上的干擾。
L1共模電感阻抗選擇範圍爲60Ω/100MHz ~120Ω/100MHz，典型值選取90Ω/100MHz； L2磁珠阻抗範圍爲100Ω/100MHz ~1000Ω/100MHz，典型值選取600Ω/100MHz ；磁珠在選取時通流量應符合電路電流的要求，磁珠推薦使用電源用磁珠；
C1、C2兩個電容在取值時要相差100倍，典型值爲10uF、0.1uF；小電容用濾除電源上的高頻干擾，大電容用於濾除電源線上的紋波干擾；
C3爲接口地和數字地之間的跨接電容，典型取值爲1000pF，耐壓要求達到2KV以上，C3容值可根據測試情況進行調整；
（2） 電路防護設計要點
D1、D2和D3組成USB接口防護電路，能快速泄放靜電干擾，防止在熱拔插過程中產生的大量干擾能量對電路進行衝擊，導致內部電路工作異常。
D1、D2、D3選用TVS，TVS反向關斷電壓爲5V；TVS管的結電容對信號傳輸頻率有一定的影響，USB2.0的TVS結電容要求小於5pF。
接口電路設計備註：
如果設備爲金屬外殼，同時單板可以獨立的劃分出接口地，那麼金屬外殼與接口地直接電氣連接，且單板地與接口地通過1000pF電容相連；
如果設備爲非金屬外殼，那麼接口地PGND與單板地GND直接電氣連接。
三、 連接器設計
USB AF連接器USB信號排序設計
圖1 USB連接器結構設計
連接器USB與機體的搭接方式：
（1） 面板開孔時採用精密的銑削加工技術，使孔眼的形狀更適合連接器的放置，避免孔眼切削不精確的地方出現縫隙，進而降低電磁干擾輻射；經過測試證明，精確的銑削開孔加工可以提高12~18%的電磁兼容性；
（2） 機體與USB金屬連接器之間的接合處要增加金屬彈片，使兩者接合時能夠保持良好的導電性能。具體搭接方式如上圖所示：
四、 線纜設計
USB-2.0接口信號線纜
線纜設計要求： USB2.0 AF連接器 普通型
圖1 USB金屬連接器的搭接
屏蔽層與金屬連接器的搭接：
（1） 屏蔽電纜的屏蔽層要求與金屬連接器進行360°的搭接；搭接方式如上圖： （2） 屏蔽電纜屏蔽層要避免出現單獨的“尾巴”現象。
（2） 屏蔽電纜屏蔽層要避免出現單獨的“尾巴”現象。
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