USB 3.0 集线器屏蔽连接

电器工程 USB 接地 屏蔽 USB集线器
2022-01-12 16:44:28

这是关于看似有争议的屏蔽接地连接。该系统基本上是一个可穿戴的基于英特尔的计算机,由电池供电。两条 USB 3.0(或 3.1 Gen1)电缆连接到包含两个 USB 3.0 集线器芯片 ( TUSB8020B ) 的 PCB。两个外部摄像头插入此 USB 集线器 PCB(每个集线器一个摄像头)。所以 USB 集线器 PCB 有 4 个 USB 连接器(2 个上游和 2 个下游)。

问题是,如何处理每个 USB 连接器屏蔽?主要指令是 USB 连接的稳健性。

我看过很多建议。例如:

建议 1

TI 的 TUSB8020B 集线器参考设计TIDA-00287将所有外壳直接接地。 在此处输入图像描述 在此处输入图像描述

英特尔的USB 组件 EMI 设计指南也建议接地(尽管这是为 USB 2.0 编写的)。

在此处输入图像描述

建议 2

TI 的 TUSB8020B EVM(和数据表)将屏蔽层连接在一起,并使用 RC 滤波器接地:

在此处输入图像描述

Microchip 的EVB-USB5534还将屏蔽连接在一起并使用 RC 滤波器,但 R 小了 3 个数量级:

在此处输入图像描述

建议 3

Cypess SuperSpeed Explorer 套件使用 LC 或 L 滤波器将每个屏蔽独立接地(确实是扼流圈):

在此处输入图像描述

相机本身(现成的)使用赛普拉斯推荐(LC 接地)。从目视检查和检查接地的连续性来看,嵌入式计算机似乎与地面相连,但我不能 100% 确定(原理图不可用)。

现在我们面临着集线器 PCB 的屏蔽困境(顺便说一下,它目前没有金属外壳,它是一个 3D 打印的塑料外壳)。

你说什么?

1个回答

这完全取决于设备结构、您是否有热插拔选项、设备是否将金属连接暴露到电子内部部件和可能的 ESD 事件,或者您主要关心的是 FCC EMI 限制。可以在此处找到权衡的一些细节

有争议的“建议”来自特定设备将在何种条件下使用的不确定性。USB 通常是一个“模块化”系统,因此当来自不同制造商的东西进入一个系统时,他们不知道他们的设备将如何使用,并在屏蔽层和信号地之间提供最小的耦合。如果您正在设计一个集成系统,我的意见是不要将屏蔽层与中间集线器中的信号地连接,而仅将屏蔽层与电池电源接头处的信号地连接。通常,耦合网络具有未填充的封装,并且根据现场/认证测试结果选择/调整组件。