https://www.toutiao.com/article/7221826490940359168/?log_from=520d51b831954_1686302055786 USB信号传输电缆通常是双绞屏蔽线,其内部包含一对USB信号线和一对电源线;下面以USB2.0为例,从电路原理图设计和PCB布局布线设计两个方面进行分析; 一、原理图滤波设计 如图是常用的USB接口滤波电路原理图;电源线上串联一个磁珠(如阻抗为120Ω/100MHz、额定电流为2A),并在电源线上的磁珠两端并联电容(如中C1和C2),电容一般为0.01~0.1uF; 如果该产品是金属壳体,则还需将电路板的工作地直接接至外壳(或通过旁路电容,图中的Cy接至外壳或大地),并与电缆屏蔽层相连; 如果该产品是浮地产品,需要将USB电缆屏蔽层与工作地通过Y电容相连或直接连接;总之工作地要与USB屏蔽层相连。 USB差分线对上串联一个共模电感(如共模阻抗为90Ω/100MHz),对于共模电感的选择,要考虑共模电感的差模寄生电感对高速USB信号的影响,如果寄生差模电感太大,就会对USB信号产生衰减,影响USB接口的工作性能。 由于USB接口具有可热拔插性,USB接口容易受到静电的干扰;因此接口需要加上ESD的保护器件; 对于有金属外壳的设备:将ESD保护器件分别并联在电路中的USB数据线、电源线和工作地之间,并把工作地和金属外壳(屏蔽层)直接短路; 对于非金属外壳的设备:ESD保护器件分别并联在电路中的USB数据线、电源线和工作地之间,并将USB电缆屏蔽层与工作地相连; 差分线对因数据传送速度高达480Mb/s,则需要连接寄生电容非常小的器件;如下是不同接口速度所对应寄生电容限制值; 二、PCB设计注意事项 2.1差分对要保持线等长,否则会导致时序偏移、降低信号质量; 2.2差分走线要求在同一板层上,因为不同板层之间的阻抗、过孔等差别会降低差模传输的效果而引入共模噪声; 2.3避免走90°走线,可用圆弧或45°折线代替; 2.4每对D+/D-外围加上包围的屏蔽地线; |
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