Làm thế nào để kết nối lá chắn USB Connector?

Tôi nên định tuyến lá chắn USB Connector trên PCB như thế nào? Nó nên được kết nối với mặt phẳng GND ngay tại nơi đặt USB, hoặc nên cách ly tấm chắn với GND, hay nó nên được kết nối với mặt đất thông qua chip bảo vệ ESD, điện trở hoặc cầu chì có điện trở cao?

Tái bút Tôi có nên đặt các kết nối lá chắn trên sơ đồ, hoặc chỉ định tuyến nó trên PCB?

Để lá chắn có hiệu quả, nó đòi hỏi kết nối trở kháng càng thấp càng tốt với mặt đất của lá chắn của bạn. Tôi nghĩ rằng những người đề xuất điện trở, hoặc hoàn toàn không kết nối nó với mặt đất, hoặc nói một cách nghiêm túc về mặt bằng logic kỹ thuật số của bạn và giả sử bạn có một mặt đất riêng biệt. Nếu bạn có vỏ bọc kim loại, đây sẽ là mặt đất che chắn của bạn. Tại một số điểm, mặt đất kỹ thuật số của bạn phải kết nối với mặt đất lá chắn của bạn. Vì lý do EMI, điểm duy nhất này phải gần với khu vực I / O của bạn. Điều này có nghĩa là tốt nhất là đặt đầu nối USB của bạn với bất kỳ đầu nối I / O nào khác xung quanh một phần của bảng và định vị lá chắn của bạn đến điểm tiếp đất logic tại vị trí đó. Có một số trường hợp ngoại lệ đối với một điểm, quy tắc, nếu bạn có vỏ kim loại chắc chắn mà không có bất kỳ khẩu độ nào, ví dụ, nhiều điểm kết nối có thể hữu ích. Trong bất kỳ trường hợp nào, tại lá chắn để kết nối mặt đất mạch, một số có thể khuyên bạn nên sử dụng một điện trở hoặc tụ điện (hoặc cả hai) nhưng hiếm khi có lý do hợp lý để làm điều này. Bạn muốn có một kết nối điện cảm thấp giữa hai để cung cấp một đường dẫn cho tiếng ồn chế độ chung. Tại sao chuyển hướng tiếng ồn mặc dù điện dung ký sinh (ví dụ như tỏa nó ra môi trường)? Lý do duy nhất thường được đưa ra cho các chiến thuật như vậy là để ngăn chặn các vòng lặp trên mặt đất, nhưng bạn đang nói về USB, các vòng lặp trên mặt đất rất có thể sẽ không phải là vấn đề đối với hầu hết các ứng dụng USB. Cấp, chiến thuật như vậy sẽ ngăn chặn các vòng trên mặt đất, nhưng chúng cũng sẽ khiến bạn che chắn tất cả nhưng không hiệu quả. Bạn muốn có một kết nối điện cảm thấp giữa hai để cung cấp một đường dẫn cho tiếng ồn chế độ chung. Tại sao chuyển hướng tiếng ồn mặc dù điện dung ký sinh (ví dụ như tỏa nó ra môi trường)? Lý do duy nhất thường được đưa ra cho các chiến thuật như vậy là để ngăn chặn các vòng lặp trên mặt đất, nhưng bạn đang nói về USB, các vòng lặp trên mặt đất rất có thể sẽ không phải là vấn đề đối với hầu hết các ứng dụng USB. Cấp, chiến thuật như vậy sẽ ngăn chặn các vòng trên mặt đất, nhưng chúng cũng sẽ khiến bạn che chắn tất cả nhưng không hiệu quả. Bạn muốn có một kết nối điện cảm thấp giữa hai để cung cấp một đường dẫn cho tiếng ồn chế độ chung. Tại sao chuyển hướng tiếng ồn mặc dù điện dung ký sinh (ví dụ như tỏa nó ra môi trường)? Lý do duy nhất thường được đưa ra cho các chiến thuật như vậy là để ngăn chặn các vòng lặp trên mặt đất, nhưng bạn đang nói về USB, các vòng lặp trên mặt đất rất có thể sẽ không phải là vấn đề đối với hầu hết các ứng dụng USB. Cấp, chiến thuật như vậy sẽ ngăn chặn các vòng trên mặt đất, nhưng chúng cũng sẽ khiến bạn che chắn tất cả nhưng không hiệu quả.

Herny Ott thảo luận về điều này trong cuốn sách "Kỹ thuật tương thích điện từ". Bạn cần nhìn vào nó từ bức tranh lớn hơn. IE, cái khiên đang làm gì vậy?

Đối với tín hiệu tần số thấp, tấm chắn được sử dụng để bảo vệ tín hiệu được truyền. Bạn muốn tránh các tín hiệu vô tuyến / AM / FM kết hợp với tín hiệu của mình vì nó sẽ cản trở các hoạt động bình thường. Do đó, bạn không được buộc GND ở cả hai đầu. Các vòng lặp trên mặt đất sẽ gây ra các tạp âm nhỏ để ghép vào tín hiệu của bạn, do đó vòng lặp mặt đất phải bị phá vỡ. Điều này không có nghĩa là bạn để tấm khiên treo. Bạn nên buộc tấm chắn của cáp, vào vỏ bọc của bạn và nếu cần (như trong trường hợp dỗ), bạn có thể buộc mặt đất của mạch của mình vào cùng điểm này. Bạn muốn sử dụng nối đất một điểm càng nhiều càng tốt cho tần số thấp vì những lý do trên.

Tuy nhiên, đối với tín hiệu tần số cao, điều ngược lại là đúng. Chúng thường là tín hiệu số ở tần số rất cao. Ngay cả khi một số tiếng ồn đã được ghép nối, bản chất kỹ thuật số của thiết bị điện tử cũng như lọc sẽ dễ dàng duy trì hoạt động bình thường. Bạn muốn giảm lượng phát thải của các tín hiệu dữ liệu, KHÔNG bảo vệ nó khỏi bức xạ. Vì lý do này, đường dẫn trở kháng thấp nhất phải được kết nối với tấm chắn ở hai đầu. Vâng, sẽ có các vòng lặp trên mặt đất và tiếng ồn sẽ được kết hợp, nhưng nó không thành vấn đề. Trong trường hợp tần số cao, mặt đất đa điểm được ưa thích hơn.

Kiểm tra xem nhà sản xuất chip USB của bạn có xác định những gì bạn nên sử dụng không. Tôi khá chắc chắn Cypress đề xuất một điện trở 1M và nắp 4,7nf kết nối tấm chắn với mặt đất. Hai lỗ khiên nên được kết nối với một dấu vết rất lớn (tôi tin rằng chúng gợi ý 100 triệu?)

4 Kết nối kết nối SHIELD với GND thông qua một điện trở. Điều này giúp cách ly nó và giảm lượng khí thải EMI và RFI. Giữ điện trở này gần với đầu nối USB. Một số thử nghiệm có thể cần thiết để có được giá trị chính xác.

5 Cung cấp mặt phẳng cho tấm chắn USB trên lớp tín hiệu liền kề với mặt phẳng VCC không lớn hơn tiêu đề USB.

http://www.cypress.com/?docID=4398

Thách thức chính của việc tuân thủ EMI của thiết bị tốc độ đầy đủ là ngăn chặn năng lượng tần số cao khớp với tấm chắn.

Các thiết bị tốc độ đầy đủ sử dụng cáp được bảo vệ, yêu cầu vỏ đầu nối được buộc vào mặt phẳng mặt đất. Điều quan trọng cần lưu ý là một mặt phẳng mặt đất không hoạt động như một bề mặt đẳng thế ở tần số cao. Vị trí kết thúc của vỏ đầu nối với mặt phẳng Gnd là rất quan trọng. Kết nối cần được thực hiện đến khu vực yên tĩnh nhất của mặt phẳng mặt đất để ngăn tiếng ồn từ mặt phẳng mặt đất khớp với tấm chắn ...

http://www.ti.com/sc/docs/apps/msp/intrface/usb/emitest.pdf

Vân vân.

Google cho "hướng dẫn USB"

Lá chắn không nên được nối đất. Nó là căn cứ ở cuối máy chủ, tất nhiên.

Không phải Eny là vấn đề. Bạn phải biết rằng bất cứ khi nào bạn kết nối cáp với đầu nối, bạn sẽ nhận được xung phóng điện. Điều này là nguy hiểm cho các thiết bị điện tử. Vì vậy, tôi sẽ không bao giờ kết nối usb shild trực tiếp với mặt đất.

Tôi dựa trên một dự án về một thông số kỹ thuật thiết kế cho một điện trở 33k kết nối tấm chắn USB với mặt phẳng mặt đất. Đó là một dự án cho đài phát thanh, vì vậy thật tiện lợi, bảng mạch của tôi được đặt gần với máy dò EMI nhạy cảm!

Trong trường hợp của tôi, tôi đã phải loại bỏ điện trở 33k và rút ngắn lá chắn USB trực tiếp đến mặt phẳng đất của PCB để xóa EMI.

Nguy cơ của việc kết nối trực tiếp tấm khiên của bạn với mặt đất là nếu hai thiết bị có "căn cứ" ở các tiềm năng khác nhau và có khả năng dòng điện DC đáng kể từ các nguồn đó, kết nối này có thể đóng vai trò là cầu chì giữa hai hệ thống điện.

Hãy nhớ rằng một tụ điện gần chết ở tần số cộng hưởng của nó và thường dẫn ở một dải khá rộng xung quanh tần số đó, vì vậy một tụ điện giữa mặt đất lá chắn và mặt đất hệ thống thường là sự thỏa hiệp cần thiết.

Tôi thiết kế truyền thông dữ liệu ô tô và một số tiêu chuẩn yêu cầu chỉ có một thiết bị kết nối trực tiếp tấm chắn với mặt đất và phần còn lại của thiết bị phải thực hiện điều này thông qua một loạt RC. Một cơ sở dữ liệu ô tô có tốc độ thấp hơn đáng kể so với USB 2.0, nhưng rủi ro là tương tự nhau. Mặc dù vậy, USB 3.0 có thể khó bảo trì chính xác nếu không có kết nối lá chắn vững chắc. Điều đó (5 đến 10GHz) nằm ngoài phạm vi kinh nghiệm thiết kế hiện tại của tôi.

Chà, vì có vẻ như chúng ta cần một câu trả lời khác, tôi sẽ bỏ phiếu để tiếp cận nó thông qua một con chip bảo vệ ESD, như USBLC6 . Nó hoạt động tốt với tôi trong một số dự án - Không có sự phá hủy rõ ràng các thành phần thông qua ESD và không có vấn đề với tính toàn vẹn dữ liệu. Tôi cảm thấy rằng ít nhất sẽ có một chút nghi ngờ nếu STmicroelectronics sản xuất một con chip như vậy, và nhận thức được rằng một điện trở, tụ điện hoặc ngắn xuống đất sẽ tốt như vậy.

Tôi không biết thành công này là bởi vì đó là điều đúng đắn, hoặc chỉ là may mắn ngu ngốc. Với rất nhiều câu trả lời, tôi rất muốn nói rằng không ai làm thế.

Tại nơi làm việc, chúng tôi buộc các giắc Ethernet thẳng xuống đất. AFAIK, đây là vấn đề tương tự, mặc dù cáp Ethernet không có tín hiệu mặt đất. Nó dường như làm việc, và được quyết định bởi một người có nhiều kinh nghiệm hơn bản thân tôi.

Tôi sử dụng một điện trở trong khoảng từ 10K đến 50K. IIRC Tôi thấy giá trị 33K trong một ghi chú ứng dụng FTDI.

Tôi sẽ đặt tất cả các kết nối trên sơ đồ.

Xem EMI và USB khuyến nghị nối đất cả hai đầu để ngăn truyền EMI ở tần số được sử dụng để truyền dữ liệu USB.

Tôi đã thiết kế một số bo mạch và luôn sử dụng chip FTDI (FT245R). Bảng dữ liệu chỉ rõ ràng lá chắn phải được kết nối với GND. GND tương tự của chip là Mặt đất của PCB!