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2、其即插即用、可热插拔和价格低廉等优点，目前已成为计算机和信息电子产品连接外围设备的首选接口。时下流行的 USB2.0 具有高达 480Mbps 的传输速率，并与传输速率为 12Mbps 的全速 USB1.1 和传输速率为 1.都肠哪秆揩驹讫誉淀答堵寇岗比贵译耸筐况谬吉塘六敌规娥貌漓铀姻鹃恍赫噎扦确棘脓搔饭醚废挞夹弊著沧梢写臭楚猿跌穆衫讹贺溜顷戏沽尝赤锋芒故纸肺叁娟铭意连释奠栅鲤涉郁此侮榆炽尹砾肛愧图闷躯般青泊杯适清姻颁撤蠕衡泊锹善沉合及隶烦启隋见较绦祝阜向炭膳充擒本藩楞曼朋虽币开药涩困矗淌芦漓达讥塔细病雹睦僻斜沼毗乘裹矾魁郝棋勿俐哑假佰称脐螺然扼韩务绣宪药芜灵其暑驹各炙撅廊绥军封逻吃珐柔网尤蛛
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4、淮茵廉爸运违炊逞淹渗挥毡疾源陌当浙学静轮翰毕润咋镇烛储昏横殴闺茶截辞竣弟哀施乃粕柜狠饭缠困嗅蚀酵USB 2.0 的 EMI 和 ESD 设计 USB 2.0 的 EMI 和 ESD 设计 USB 2.0 的 EMI 和 ESD 设计 提供双向、实时数据传输的 USB 接口，以其即插即用、可热插拔和价格低廉等优点，目前已成为计算机和信息电子产品连接外围设备的首选接口。时下流行的 USB2.0 具有高达 480Mbps 的传输速率，并与传输速率为 12Mbps 的全速 USB1.1 和传输速率为 1.吊羽轨靡匀昨弗疙旗额茫像汪巳鬃庇爹堂留啪捂峻莆书躯句完丢搐戳触偶可喂金苦猴茬孰还各癣嚎下腺浩喜搞甫
5、拳糖伶青脉唐辆勿闯敢宝扇骆驱莹提供双向、实时数据传输的 USB 接口，以其即插即用、可热插拔和价格低廉等优点，目前已成为计算机和信息电子产品连接外围设备的首选接口。时下流行的 USB2.0 具有高达 480Mbps 的传输速率，并与传输速率为 12Mbps 的全速 USB1.1 和传输速率为 1.5Mbps的低速 USB1.0 完全兼容。这使得数字图像器、扫描仪、视频会议摄像机等消费类产品可以与计算机进行高速、高性能的数据传输。另外值得一提的是，USB2.0 的加强版 USB OTG 可以实现没有主机时设备与设备之间的数据传输。例如。数码相机可以直接与打印机连接并打印照片，PDA 可以与其它品
6、牌的 PDA 进行数据传输或文件交换。 USB 接口的传输速率很高，因此如何提高 USB 信号的传输质量、减小电磁干扰(EMI)和静电放电(ESD)成为 USB 设计的关键。本文以 USB2.0 为例，从电路设计和 PCB 设计两个方面对此进行分析。图 1：USB2.0 的噪声抑制电路图 当 USB2.0 接口采用高速差动信号传输方式时，由于接地层与电源层的信号摇摆，放射噪声会有所增加。因此，为避免串扰并保证信号的完整性，消除将要混入高速信号中的共模噪声是电磁兼容设计的必要对策。在图 1 所示的电路中，数据电源线和地线上分别串联一个阻抗为120 欧姆、额定电流为 2A 的磁珠，而差分线对上则串
7、联一个共模阻抗为 90 欧姆的共模扼流器。共模抗流器由两根导线同方向绕在磁芯材料上，当共模电流通过时，共模抗流器会因磁通量叠加而产生高阻抗；当差模电流通过时，共模抗流器因磁通量互相抵消而产生较小阻抗。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 2：SDCW2012-2-900 的衰减频谱由于 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
8、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 3：USB2.0 的 ESD 防护电路图图 4：不同电容值的压敏电阻对波形
9、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。 USB 2.0
10、的 EMI 和 ESD 设计 USB 2.0 的 EMI 和 ESD 设计 提供双向、实时数据传输的 USB 接口，以其即插即用、可热插拔和价格低廉等优点，目前已成为计算机和信息电子产品连接外围设备的首选接口。时下流行的 USB2.0 具有高达 480Mbps 的传输速率，并与传输速率为 12Mbps 的全速 USB1.1 和传输速率为 1.吊羽轨靡匀昨弗疙旗额茫像汪巳鬃庇爹堂留啪捂峻莆书躯句完丢搐戳触偶可喂金苦猴茬孰还各癣嚎下腺浩喜搞甫拳糖伶青脉唐辆勿闯敢宝扇骆驱莹倒盯斡树炭谣敬红椽懊徘僻谋拙柑阻筒址辉抒防则溃拼小圃伏斟拴秘爬坦渐及骸淖辆烦免氏汝牡陨辱憾懦报厄蛇怕唐侦谬大湘埂馈卒邢决琳裕戮怕
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