目前很多便攜式電子設備都留有USB接口,大部分是用來充電使用,也有部分是充電及數據傳輸使用,常見的是USB2.0接口,介于目前MEC形式要求越來越高,對USB設計也也相應的要求,比較USB接口直接會影響設備MEC性能,USB2.0采用高速差分信號方式傳輸的,信號上升沿速度快,通常以納秒為單位,我們知道上升沿越陡,對外的輻射就越大,所以在保證信號完整的情況下減少對外的輻射很重要,此時我們需要在差分信號上進行共模抑制,這就是MEC設計對策;
USB實物圖
USB接口設計圖
一, 差分線上串共模電感,阻抗差不多幾十歐姆,共模電感由兩根導線同方向繞在鐵芯材料上,當共模電流通過時,共模電感會通過磁通量疊加產生高阻抗,當差模電流通過時,共模電感通過磁通量相互抵消產生小阻抗,這樣對共模噪聲產生很好哦的抑制效果,同時共模電感的差模阻抗比較小,所以對信號的不會有大 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致芯片損壞,比如,死機,USB芯片損壞等,所以要在USB接口上加防ESD器件,電源及信號線上分別加TVS管進行防護,TVS管選擇注意啟動電壓及結電容,結電容要盡量小于10PF,太大會導致信號變形,容易通訊出錯;
三, 電源上串磁珠,并對地加電容,形成濾波器,濾波器參數要能對100M-600MHZ的噪聲產生很好的抑制效果;接口地與電路地之間串磁珠,減少地之間的噪聲傳播;
四, USB接口布線要考慮幾個原則
USB接口布局走線
3.1 差分線要遵循等長平行,否則易導致信號混亂,對外輻射大;
3.2 差分線之間的間距要小于10mm,b并遠離其他信號線;
3.3 差分線進來布在同一層,因為不同層之間的阻抗不一樣,會降低差模效果,引入許多噪聲;
3.4 差分信號線之間的耦合會影響信號線的阻抗,所以在差分終端盡量要進行阻抗匹配;
3.6 差分線盡量不要使用過孔;
3.7 走線避免使用90度轉彎,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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