如何进行USB接口电磁兼容设计?
USB接口具有传输速度快,支持热插拔以及连接多个设备的特点,目前已经在各类计算机、消费类产品中广泛应用。由于其运行速率较高,通过USB连接线高频辐射容易超标,同时需要带电热插拔,容易受到瞬间电压冲击和静电干扰。因此在设计时,需要着重从接口滤波、PCB设计、结构电缆多个方面考虑电磁兼容设计。
下面以USB2.0为例从这几个方面来谈谈我是怎么做的吧!接口滤波首先是接口5V电源滤波,通常建议磁珠+电容方式进行,这样滤波效果好。主要是考虑5V来自开关电源或下一级为开关电源,容易导致辐射或传导干扰。5V上通常会加TVS管或压敏电阻,能够解决瞬态冲击,EFT干扰,以及ESD干扰。另外可以加保险丝防止短路。
而差分线上通常会加共模电感,或兼容0欧姆电阻设计(主要是有些接口芯片干扰较小,同时PCB走线比较规范,不需要加共模电感);差分线加电容在USB1.1可以,通常22pf左右,可以滤波共模干扰,但USB2.0通常建议不加电容,因为容易导致信号传输问题。差分线加TVS管主要是防静电,TVS管选取需要注意结电容,有些情况下不加TVS管也可以过静电问题,因为静电问题是一个综合问题,在结构搭接良好,单板地阻抗较小,产品防静电等级不高情况下是可以不加TVS管。其实端口的滤波设计也是根据产品和实际测试的情况来决定,我通常建议预留TVS位置,然后根据测试情况决定是否增加。差分线串22欧姆电阻有利于提高端口抗冲击能力。PCB设计PCB设计对接口电磁兼容性能有较大影响,USB接口PCB设计要点主要是差分数据线严格按照等长,阻抗要求进行设计,有完整的参考平面,从芯片到连接器尽量短。上面加的TVS管靠近接口连接器布局,注意对称布局与对称走线。详情点击以下链接
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