USB外壳和信号地之间通常的做法是串联一个100K-1M电阻,并且并联一个0.01uF电容再接到信号地。这样一个阻容网络做法的原因是:
1、将影响外壳的噪声消除,不影响信号地;
2、迫使板子上电流是流入内部的信号地,而不是流到外壳。
3、USB接口外壳在主机端是与主机数字地相连,用作屏蔽,在终端处不能和其任何地直接相连,需通过100k-1M电阻与其数字地相连,并且电阻要并联0.01uF电容。具体原因是防止主机端的静电干扰,同时还能旁路高频干扰,使数据线屏蔽层起到作用。
静电的电荷集聚在物体的表面,一旦遇到可以释放的回路就可以形成电流。有时候产生的电压非常高,特别是在干燥的环境里。电子产品的外壳地就是用来快速地将电荷释放到大地。所以外壳地不应当与信号地直接连接,否则静电产生的电流就会进入机箱内部,并耦合到IC的引脚上,很多时候会造成系统死机,严重的会打坏IC。当然,信号地最终还是要连到外壳地的,但这是通过螺钉、金属垫片或加电阻/电感这些方式。所以大部分的静电流通过外壳释放,只有很小一部分进入系统内部,不会造成损坏。所以这样的处理是综合了EMI的滤波和ESD的隔离这两方面的因素。 需要说明的是USB对ESD并没有1394那么敏感,因为USB的输出电压是5V,电流500mA,而1394的输出电压是12V,电流1500mA。对于以下几种情况,建议最好加上阻容网络:前面板的USB插座;PCI插卡上的USB插座;外置的USB集线器(包括USB键盘上的)。 小结: 总的来说主要是为了防止静电对模块板子的损坏及做到电磁兼容等方面故考虑这些。而且在正规的产品试验中还得有静电测试,这个环节中如果添加了阻容的话效果能更好些,当然外壳得安全接地。 目前自己的模块中添加了一个10MOHM或者1MOHM的电阻,封装大概在0805,因为我的模块体积有点要求。电容一般也选用贴片的高压陶瓷电容,如果可以的话最好选用带引脚的,个头大安全些,毕竟安全生产最主要,哈哈。 电容可以考虑0.01uF或者1000pF,或者这之间的都可以,具体得看设计需要,以及试验的效果。网上搜索了一下,最小的封装好像也得1808了,不过最好还是上中发去狂搜一下,毕竟是实物! 在补一句:模块周围最好以一圈的外壳链接铺铜,且跟链接端子相同。 我的板子上使用了1M欧姆的电阻并联0.01uf的电容,但是还是有USB断开的情况,未做ESD测试,这一直让人揪心是什么原因。 另电脑机箱的USB接口外壳和OV直接连接, 是否无法达到屏蔽的效果。这些问题还需要探究. 参考Jlink V8的原理图设计。用图8.1所示USB电路:
USB接口外壳地和信号地间的处理USB外壳地和信号地之间串接1M电阻,并且还接一个0.01uf的电容到信号地,能否将一下这样处理的原理和目的: 1.将影响外壳的噪音滤除,不影响信号地; 2.迫使板子上电流是流入内部的信号地,而不是流到外壳。
USB的EMI和ESD设计
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