USB接口電磁兼容（EMC）解決方案

usb接口具有傳輸速度快，支持熱插拔以及連接多個(gè)設備的特點(diǎn)，目前已經(jīng)在各類(lèi)計算機、消費類(lèi)產(chǎn)品中廣泛應用。

由于usb接口其運行速率較高，容易通過(guò)usb連接線(xiàn)纜對外高頻輻射超標，同時(shí)由于帶電熱插拔，容易受到瞬間電壓沖擊和靜電干擾。因此我們在產(chǎn)品接口設計時(shí)，需要著(zhù)重從接口濾波設計，防護設計，PCB設計、結構電纜多個(gè)方面考慮電磁兼容設計。

本文電磁兼容解決方案主要結合usb2.0接口電路特點(diǎn)，從產(chǎn)品原理圖的接口電路出發(fā)，提供符合產(chǎn)品實(shí)際設計要求的具體的emc設計方案，從而使產(chǎn)品能夠滿(mǎn)足電磁兼容標準與規格要求，獲得良好的emc品質(zhì)，提升產(chǎn)品的可靠性。

帶有usb接口的典型消費類(lèi)產(chǎn)品，需要滿(mǎn)足相關(guān)電磁兼容要求，與usb相關(guān)的電磁兼容項目要求如下，其他如應用在**、汽車(chē)電子、鐵路電子要求則有所不一樣，具體請參考相關(guān)電磁兼容標準要求。

4.1濾波設計要點(diǎn)：

L1為共模濾波電感，用于濾除差分信號上的共模干擾;

L2為濾波磁珠，用于濾除為電源上的干擾;

C3、C4為電源濾波電容，濾除電源上的干擾;

C1、C2 為預留設計，注意電容盡量小，如實(shí)際影響信號傳輸，可以不焊接。

4.2防護設計要點(diǎn)：

D1、D2、D3組成usb接口防護電路，能快速泄放靜電干擾，避免內部電路遭受靜電的干擾。

C5、C6為接口地和數字地之間的跨接電容，典型取值為1000pF，耐壓要求達到2KV以上。

4.3 特殊要求：

4.3 R1、R2為限流電阻，差分線(xiàn)之間耦合會(huì )影響信號線(xiàn)的外在阻抗，可以用此電阻實(shí)現終端*佳匹配，使用時(shí)根據實(shí)際情況進(jìn)行調整。

4.4 器件選型要求：

L1為共模電感，共模電感阻抗選擇范圍為60Ω/100MHz~120Ω/100MHz，典型值選取90Ω/100MHz

L2選用磁珠，磁珠阻抗范圍為100Ω/100MHz~1000Ω/100MHz，典型值選取600Ω/100MHz ;磁珠在選取時(shí)通流量應符合電路電流的要求，磁珠推薦使用電源用磁珠

C3、C4兩個(gè)電容在取值時(shí)要相差100倍，典型值為1000pF、0.1uF;小電容用濾除電源上的高頻干擾，大電容用于濾除電源線(xiàn)上的紋波干擾;

D1、D2、D3選用TVS，TVS反向關(guān)斷電壓為5V。TVS管的結電容對信號傳輸頻率有一定的影響，usb2.0的TVS結電容小于5pF;

C5、C6為接口地和數字地之間的跨接電容，典型取值為1000pF，耐壓要求達到2KV以上。

4.5 相關(guān)電磁兼容器件選型建議清單

5.1布局設計要點(diǎn)

元器件布局要按照信號流向進(jìn)行布局;

防護器件要盡可能的靠近接口放置，確保引線(xiàn)電感*小，以保證防護器件能正常的進(jìn)行防護動(dòng)作。

應將芯片放置在離地層*近的信號層，并盡量靠近usb插座，縮短差分線(xiàn)走線(xiàn)距離。

5.2布線(xiàn)設計要點(diǎn)

共模電感下方不能走其它信號線(xiàn)。

如果usb接口芯片需串聯(lián)端電阻或者D線(xiàn)接上拉電阻時(shí).務(wù)必將這些電阻盡可能的靠近芯片放置。

將usb差分信號線(xiàn)布在離地層*近的信號層。

保持usb差分線(xiàn)下端地層完整性，如果分割差分線(xiàn)下端的地層，會(huì )造成差分線(xiàn)阻抗的不連續性，并會(huì )增加外部噪聲對差分線(xiàn)的影響。

在usb差分線(xiàn)的布線(xiàn)過(guò)程中，應避免在差分線(xiàn)上放置過(guò)孔(via)，過(guò)孔會(huì )造成差分線(xiàn)阻抗失配。

保證差分線(xiàn)的線(xiàn)間距在走線(xiàn)過(guò)程中的一致性，如果在走線(xiàn)過(guò)程中差分線(xiàn)的間距發(fā)生改變，會(huì )造成差分線(xiàn)阻抗的不連續性。

在繪制差分線(xiàn)的過(guò)程中，使用45°彎角或圓弧彎角來(lái)代替90°彎角，并盡量在差分線(xiàn)周?chē)?50 mil范圍內不要走其他的信號線(xiàn)，特別是邊沿比較陡峭的數字信號線(xiàn)更加要注意其走線(xiàn)不能影響usb差分線(xiàn)。