USB接口的EMI和ESD设计与改良.doc

USB接口的EMI和ESD设计改良 图1：USB2.0的噪声抑制电路图。? 图2：SDCW2012-2-900的衰减频谱。? 以深圳顺络电子有限公司生产的共模抗流器SDCW2012-2-900为例，该器件在100MHz的 差模阻抗仅为4.6欧姆。从图2所示的衰减特性也能看出共模扼流器对差分信号不会造成影响，主要是针对共模电流进行选择性的衰减。 ? 图3：USB2.0的ESD防护电路图 由于USB接口具有可热插拔性，USB接口很容易因不可避免的人为因素而导致静电损坏器件，比如死机、烧板等。因此使用USB接口的用户迫切要求加入防ESD的保护器件。在图3电路中，数据电源线、地线上各有一个工作电压为5.5V、电容为100pF的压敏电阻连到屏蔽地上。差分线对因数据传送速度高达480Mbps，则需要连接电容小于4pF的器件，因为较大的电容可导致数据信号波形恶化，甚至出现位错误。因此在差分线对上接入工作电压为18V、电容 最大值为4pF的压敏电阻器。图4所示的电压波形也验证了电容为4pF的压敏电阻器(如深圳顺络电子有限公司生产的SDV1005H180C4R0GPT)对波形的影响不大。? 图4：不同电容值的压敏电阻对波形的影响对于USB2.0的PCB布线，需要考虑以下原则：1.差分线对要保持线长匹配，否则会导致时序偏移、降低信号质量以及增加EMI；2.差分线对之间的间距要保持小于10mm，并增大它们与其它信号走线的间距；3.差分走线要求在同一板层上，因为不同层之间的阻抗、过孔等差别会降低差模传输的效果而引入共模噪声；4.差分信号线之间的耦合会影响信号线的外在阻抗，必须采用终端电阻实现对差分传输线的最佳匹配；5.尽量减少过孔等会引起线路不连续的因 素；6.避免导致阻值不连续性的90度走线，可用圆弧或45度折线来代替；7.压敏电阻器的接地端要接入屏蔽地层，并放置在端口位置。