目前很多便攜式電子設(shè)備都留有USB接口,大部分是用來(lái)充電使用,也有部分是充電及數(shù)據(jù)傳輸使用,常見(jiàn)的是USB2.0接口,介于目前MEC形式要求越來(lái)越高,對(duì)USB設(shè)計(jì)也也相應(yīng)的要求,比較USB接口直接會(huì)影響設(shè)備MEC性能,USB2.0采用高速差分信號(hào)方式傳輸?shù)?,信?hào)上升沿速度快,通常以納秒為單位,我們知道上升沿越陡,對(duì)外的輻射就越大,所以在保證信號(hào)完整的情況下減少對(duì)外的輻射很重要,此時(shí)我們需要在差分信號(hào)上進(jìn)行共模抑制,這就是MEC設(shè)計(jì)對(duì)策;
USB實(shí)物圖
USB接口設(shè)計(jì)圖
一, 差分線(xiàn)上串共模電感,阻抗差不多幾十歐姆,共模電感由兩根導(dǎo)線(xiàn)同方向繞在鐵芯材料上,當(dāng)共模電流通過(guò)時(shí),共模電感會(huì)通過(guò)磁通量疊加產(chǎn)生高阻抗,當(dāng)差模電流通過(guò)時(shí),共模電感通過(guò)磁通量相互抵消產(chǎn)生小阻抗,這樣對(duì)共模噪聲產(chǎn)生很好哦的抑制效果,同時(shí)共模電感的差模阻抗比較小,所以對(duì)信號(hào)的不會(huì)有大 的影響;
二, 由于USB具有熱插拔性,所以不可避免人為因素引入靜電而導(dǎo)致芯片損壞,比如,死機(jī),USB芯片損壞等,所以要在USB接口上加防ESD器件,電源及信號(hào)線(xiàn)上分別加TVS管進(jìn)行防護(hù),TVS管選擇注意啟動(dòng)電壓及結(jié)電容,結(jié)電容要盡量小于10PF,太大會(huì)導(dǎo)致信號(hào)變形,容易通訊出錯(cuò);
三, 電源上串磁珠,并對(duì)地加電容,形成濾波器,濾波器參數(shù)要能對(duì)100M-600MHZ的噪聲產(chǎn)生很好的抑制效果;接口地與電路地之間串磁珠,減少地之間的噪聲傳播;
四, USB接口布線(xiàn)要考慮幾個(gè)原則
USB接口布局走線(xiàn)
3.1 差分線(xiàn)要遵循等長(zhǎng)平行,否則易導(dǎo)致信號(hào)混亂,對(duì)外輻射大;
3.2 差分線(xiàn)之間的間距要小于10mm,b并遠(yuǎn)離其他信號(hào)線(xiàn);
3.3 差分線(xiàn)進(jìn)來(lái)布在同一層,因?yàn)椴煌瑢又g的阻抗不一樣,會(huì)降低差模效果,引入許多噪聲;
3.4 差分信號(hào)線(xiàn)之間的耦合會(huì)影響信號(hào)線(xiàn)的阻抗,所以在差分終端盡量要進(jìn)行阻抗匹配;
3.6 差分線(xiàn)盡量不要使用過(guò)孔;
3.7 走線(xiàn)避免使用90度轉(zhuǎn)彎,可以用圓弧代替;
3.8 TVS管的接地端要要接入接口地,并放置在端口位置;
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接口
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usb
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