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每周一问精华解答:如何进行USB接口电磁兼容设计?


品慧电子讯在“每周一问”第四期中,我们很荣幸邀请到赛盛的吴总担任出题老师,题目一出,网友纷至沓来。小编现将一些精华的解答呈现出来,让更多的网友不再对USB接口电磁兼容设计疑惑不解。
该精华帖入口:每周一问第四期:如何进行USB接口电磁兼容设计

优秀网友获得者“阿飞小白”的解答如下:

1.从PCB设计来说D+、D- 的长度和参考层至关重要,在这两点中 我优先选择完整的GND 为Reference Plane,其次再考虑将两线长度尽量变短,如果过长,GND guard trace 的宽度和与D+ D- 的距离也是必须的。

2.端口的滤波设计也是根据产品和实际测试的情况来决定,一般情况下会靠近端口预留CMC位置,Power pin上 0.1 Cap,至于端口的割地如果选择割地那么UGND与PGND的连接务必牢记,另外提醒在整改时很多人尝试在D+ D-上增加 Cap,但容值最好不超过22pf。

3.对于USB 2.0 机构设计的重要性不言而喻,机构设计主要集中在接地设计上,也就是接口和单板的接触以及接口和机构件的接触。

4.USB 2.0 在实际整改之中造成困扰的一大原因是因为线缆,线缆是EMC 问题中的重要原因,这里书中经常会说明一定要360°环接,但是真正做到360°环接的很少,造成不同线缆有不同效果的情况,一般原因是USB 屏蔽层的编织网密度(小白曾对两条USB Cable做过比对,120条金属丝的屏蔽层和160条金属丝屏蔽层的差异会在2-3dB,有时候甚至更明显)还有很多优质的USB Cable中会额外增加一条GND。小白看了不少带USB线缆的电子设备,有的是将USB Cable的屏蔽层拧成一股焊接在USB Connector上或是焊接在单板上,有的是只取出其中的部分金属丝拧成一股焊接,还有甚者对屏蔽层根本不做处理,这些也经常会被我们忽略,但是这些问题恰恰是造成USB 辐射招标 EMS 测试 fail的关键原因。

5.另外测试时AE的USB端口EMC设计是否良好,也对EUT的测试有不小影响。

6.USB端口的电路设计其实很多,也就是那三板斧,某些初学者,测试不过,以为学过标准电路设计,立马就考虑PCB的设计问题,然后动板子,这其实是EMC大忌,殊不知,如果标准电路能解决问题,那么EMC工程师也就不需要成天蹲在暗示里了。所以说与其费时费力焊电容改板子,不如多试几条USB线,改一改周边,由外向内研究,此为上策。

优秀网友“LED2013"的解答如下:

PCB的连接比较复杂,各连接线都必须要短而且不得不短,设计的时候从性能上说,也是完全有必要的。
接口设计要通过无数的实验才能得到正确的数值,各元件的取值都要稳妥,比如电容取值要准确。
接地设计也是一门深度技术, 设计的时候要格外注意。
以及总线接口端电源线和地线设计,保护地可以放置在PCB板的任何一层上,它和信号地分割开。保护地和信号地之间的间距不应小于25mil。
其次是拓扑结构设计,芯片需要外接一个较高频率的晶振,尽量靠近USB芯片的时钟输入脚。晶振下不要布置任何信号线,并且在时钟线周围应覆有完整的信号地。

对此你们还有更好的见解吗,如有可以继续在该贴中回复,共同跟广大网友共同探讨有关USB接口的电磁兼容设计问题。

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