一、 USB2.0接口面对电磁兼容问题
USB接口具有传输速度快,支撑热插拔以及衔接多个设备的特色,现在已经在各类计算机、消费类产品中广泛应用。
因为USB2.0则能够到达速度480Mbps,其运转速率较高,简单经过USB衔接线缆对外高频辐射超支,一起因为带电热插拔,简单遭到瞬间电压冲击和静电搅扰。因而咱们在产品接口规划时,需求侧重从接口滤波规划,防护规划,PCB规划、结构电缆多个方面考虑电磁兼容规划。
本文电磁兼容解决方案首要结合USB2.0接口电路特色,从产品原理图的接口电路动身,供给契合产品实践规划要求的详细的EMC规划方案,从而使产品能够满意电磁兼容规范与规范要求,取得杰出的EMC质量,提高产品的可靠性。
二、USB2.0接口规范要求
带有USB接口的典型消费类产品,需求满意相关电磁兼容要求,与USB相关的电磁兼容项目要求如下,其他如应用在军品、轿车电子、铁路电子要求则有所不一样,详细请参阅相关电磁兼容规范要求。
序号 |
测验项目 |
测验要求 |
功能判据 |
1 |
辐射发射(RE) |
30~230MHz 40dB(μV/m) 230~1000MHz 47dB(μV/m) 丈量间隔10m准峰值(QP) |
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2 |
射频场感应的传导打扰(CS) |
0.15~80MHz 10V 80%AM(1kHz) 150Ω源阻抗 |
功能判据A |
3 |
射频电磁场辐射(RS) |
80~1000MHz 20V/m 80%AM(1kHz) |
功能判据A |
4 |
静电放电(ESD) |
触摸放电 ±6kV |
功能判据B |
空气放电 ±8kV |
三、原理图EMC规划:
四、原理图规划关键阐明:
4.1滤波规划关键:
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L1为共模滤波电感,用于滤除差分信号上的共模搅扰;
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L2为滤波磁珠,用于滤除为电源上的搅扰;
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C3、C4为电源滤波电容,滤除电源上的搅扰;
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C1、C2 为预留规划,留意电容尽量小,如实践影响信号传输,能够不焊接。
4.2防护规划关键:
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D1、D2、D3组成USB接口防护电路,能快速泄放静电搅扰,防止内部电路遭受静电的搅扰。
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C5、C6为接口地和数字地之间的跨接电容,典型取值为1000pF,耐压要求到达2KV以上.
4.3 特殊要求:
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4.3 R1、R2为限流电阻,差分线之间耦合会影响信号线的外在阻抗,能够用此电阻完成终端最佳匹配,运用时依据实践情况进行调整。
4.4 器材选型要求:
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L1为共模电感,共模电感阻抗挑选规模为60Ω/100MHz~120Ω/100MHz,典型值选取90Ω/100MHz
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L2选用磁珠,磁珠阻抗规模为100Ω/100MHz~1000Ω/100MHz,典型值选取600Ω/100MHz ;磁珠在选取时通流量应契合电路电流的要求,磁珠引荐运用电源用磁珠
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C3、C4两个电容在取值时要相差100倍,典型值为1000pF、0.1uF;小电容用滤除电源上的高频搅扰,大电容用于滤除电源线上的纹波搅扰;
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D1、D2、D3选用TVS,TVS反向关断电压为5V。TVS管的结电容对信号传输频率有必定的影响,USB2.0的TVS结电容小于5pF;
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C5、C6为接口地和数字地之间的跨接%&&&&&%,典型取值为1000pF,耐压要求到达2KV以上.
4.5 相关电磁兼容器材选型主张清单
L1=共模电感 |
WCM-2012-900T |
L2=磁珠 |
FBMA-11-201209-601A20T |
D1、D2、D3=TVS |
BV05C |
C3、C4 |
1000PF、100Nf |
C1、C2 |
5PF/NC |
C5、C6 |
1000PF/2KV |
R1、R2 |
0ohm |