Cách kết nối khiên USB / Ethernet với khung hoặc khung kỹ thuật số

Tôi có một PCB với một vài đầu nối USB và RJ-45 Ethernet ở một bên. Mặc dù vậy, tôi khá bối rối về việc chính xác tôi phải gắn các chân SHIELD lên chúng như thế nào.

Điều này là cho một thiết bị chủ sẽ giao diện với các thiết bị ngoại vi. Nó được cung cấp nguồn 5V 10A được điều chỉnh bởi PSU bên ngoài và được sử dụng trong xe.

Tôi đã tìm thấy câu hỏi này (Có nên gắn mặt đất khung gầm với mặt đất kỹ thuật số không? ) Cùng với những thứ khác giúp tôi phần nào, nhưng tôi vẫn bối rối. Câu trả lời được chấp nhận trên đó nói rằng sử dụng các lỗ lắp, nhưng tôi không chắc là tôi có hiểu đầy đủ hay không. Tôi không chắc chắn nếu các lỗ gắn kết nối trực tiếp khung / khung kỹ thuật số với nhau hoặc nếu chúng chỉ kết nối với vỏ kim loại. Tôi giả định sau.

Khó hiểu hơn nữa: Điều gì sẽ xảy ra nếu tôi muốn sử dụng vỏ nhựa? Tôi thích nhựa hơn, nhưng tôi cho rằng kim loại sẽ bảo vệ nó tốt hơn trước EMI bên trong xe.

Đây là một ví dụ ( rất đơn giản) về bố cục hiện tại của tôi.

Và sơ đồ (chỉ trong trường hợp, không thực sự hữu ích)

• Các chân khiên kết nối với mặt phẳng CHASSIS được cách ly với GND kỹ thuật số . Vỏ vật lý cho các đầu nối cũng nên được chạm vào vỏ kim loại.
• Mặt phẳng CHASSIS được kết nối với vỏ kim loại thông qua các lỗ / ốc vít.
• Bộ nguồn GND được kết nối với vỏ kim loại thông qua lỗ lắp phía dưới bên trái. Điều này lần lượt kết nối GND với CHASSIS thông qua vỏ kim loại.

Tôi có lật đổ điều này không? Tôi có nên kết nối các chân khiên với GND và gọi nó là một ngày không?

Bạn có thể hoặc không thể nghĩ quá nhiều về điều này, nó phụ thuộc vào ứng dụng của bạn là gì và nếu bạn phải vượt qua bất kỳ kiểm tra quy định nào đối với sản phẩm. Ý tưởng chung là chuyển các vật liệu nhựa xuống đất qua khung máy và tránh xa các thiết bị điện tử của bạn. Điều này phụ thuộc vào việc bao vây của bạn có cách nhiệt hay không. Một lưu ý khác là bạn cũng có thể có RF chạy qua tấm khiên và RF nên được xem xét nếu bạn cần xây dựng một sản phẩm để vượt qua kiểm tra khí thải (cáp tạo ra ăng ten tuyệt vời, và thậm chí có thể giúp đưa sét RF lên bảng của bạn) . Bây giờ tôi sẽ nói về ESD. Một tài liệu tham khảo tốt cho tất cả mọi thứ về ESD và RF là cuốn sách này Kỹ thuật tương thích điện từ của Henry W. Ott. Tôi sẽ trích dẫn nó

Vậy nên che chắn cáp, bộ bảo vệ điện áp nhất thời và bộ lọc I / O khi sản phẩm được đặt trong vỏ nhựa? Có ba khả năng như sau:

1. Để máy bay mặt đất mạch (sự lựa chọn nghèo nhất)
2. Đến một mặt phẳng I / O mặt đất riêng như được thảo luận trong Sec. 12.4.3
3. Để một tấm kim loại lớn riêng biệt được thêm vào dưới cùng của sản phẩm (sự lựa chọn tốt nhất)

Trong trường hợp của bạn nếu không có dây cáp nào đi ra bên ngoài xe thì tôi sẽ không lo lắng quá nhiều về RF. Nếu dây cáp sẽ không tiếp xúc với mọi người (bị chôn vùi trong táp lô), tôi cũng sẽ không lo lắng quá nhiều. Nếu có đi qua giữa bên cạnh người tôi sẽ lo lắng. Bạn có thể nghĩ về mặt đất xe của bạn giống như mặt đất. Chiếc xe có thể thu phí nhưng nó cũng có chức năng như một chiếc lồng xa, vì vậy mọi thứ bên trong sẽ gần 0 (ngoại trừ thứ gì đó như vỏ bọc đã được sạc lên, bất kỳ kim loại nào được kết nối với khung sẽ ở gần 0V (0v điện áp đối với ô tô chứ không phải mặt đất "Trái đất")).

Tôi cũng đã bao gồm một hình ảnh để triệt tiêu ESD trong vỏ kim loại từ cùng một cuốn sách:

Kết nối chân khiên của bạn với GND, sau đó chạy dây / dây nối đất từ ​​vỏ kim loại của bạn với một thứ khác trong xe đã nối đất để bạn có nơi để "xả" tiếng ồn. Trong hầu hết các phương tiện, mọi bề mặt kim loại đều được nối với cực (-) của ắc quy (trừ khi bạn có một phương tiện cơ động + mạnh mẽ). Bạn có thể kéo mặt đất từ ​​một dây gnd radio, khung gắn kim loại, thành viên khung gần đó, v.v.

Có hai cách tiếp cận vấn đề này có ý nghĩa:

1. Kết nối mặt đất khung gầm và mặt đất tín hiệu với khung máy tại nhiều điểm, nhưng không kết nối chúng với nhau
2. Kết nối mặt đất khung gầm với khung máy, và cách ly các lỗ lắp khác , sau đó kết nối mặt đất khung với mặt đất tín hiệu tại nơi các tín hiệu đi qua mặt phẳng phân tách.

Cách tiếp cận 1 (cách tiếp cận hiện tại của bạn) cung cấp kết nối tần số cao (L thấp) tốt, đó là lý do tại sao nó được sử dụng trong các ứng dụng như bo mạch chủ máy tính. Tuy nhiên, nó có chi phí - nó có thể cho phép dòng điện tần số thấp chảy vào mặt đất tín hiệu từ khung máy, điều này gây ra vấn đề tiếng ồn do khớp nối trở kháng chung trong mặt đất tín hiệu.

Cách tiếp cận 2 loại bỏ khả năng xảy ra các vòng lặp và khớp nối trở kháng chung, nhưng có nguy cơ kích thích bên trong hộp của bạn với mặt phẳng mặt đất hoạt động như một ăng ten vá được cung cấp cạnh tại RF - đặc biệt không mong muốn, đặc biệt là nếu bạn có một hộp không tốt khi dừng RF. Nó cũng có thể được sử dụng với các hộp nhựa mà không cần làm thêm - cách tiếp cận 1 yêu cầu các vít bảng để kết nối với mặt phẳng hình ảnh được trang bị thêm hoặc tấm chắn bên trong để cung cấp tính liên tục, trong trường hợp đó.

Đối với hộp nhựa so với hộp kim loại - một hộp kim loại có thể cung cấp che chắn EMI tốt, nhưng cần phải được thiết kế cẩn thận để tránh ăng ten khe vô tình tại các đường nối cơ học. Các hộp nhựa có thể có tấm chắn EMI được thiết kế bên trong chúng, hoặc được trang bị thêm bằng cách sử dụng một lớp giấy bạc bên trong; Tuy nhiên, nếu một tấm chắn EMI tổng thể không được sử dụng trong hộp nhựa, thì mức tối thiểu để tôi khuyên dùng là một tấm kim loại ở đâu đó trong hộp để dùng làm mặt phẳng hình ảnh. (Đây có thể là điều tương tự như tấm mặt đất ESD.)