USB應用中的電磁兼容保護設計

USB端口對PC外設的發展起到了革命性的推動作用，并且正變得越來越流行，比如在采集測量數據或在機器上安裝軟件更新等應用中就非常常見。作為用于數據傳輸的一種總線系統，只要有移動設備連著的地方就有它的身影。雖然在日常生活中使用的連接器看起來非常結實，但USB應用開發人員仍然必須重視這些接口的保護。

在Intel公司的“高速USB平臺設計指南”中，甚至提高了考慮USB端口易感性因素的重要性。Intel建議用電流補償型扼流圈抑制EMI，再用其它元件防止靜電放電(ESD)。電子設備經常會遭受靜電放電。靜電放電脈沖電壓可能高達30kV，因此對所有類型的集成電路來說都是非常危險的。目前有些IC對靜電放電來說是“安全的”，但這種安全性只是對一小部分潛在威脅來說是有保證的。日常操作表明：額外保護是必不可少的。只有采取外部保護措施才能開發出整塊電路板不受靜電放電影響以及高度可靠的產品來。專門的抑制措施同樣也是必需的。無線聯網的電子設備如今是遍地開花，它們的數量正在與日俱增。

使自己的產品不受輻射干擾的影響非常重要。只有考慮了預期的干擾形式，才能在設計中及時集成必要的抑制元件，進而縮短開發周期。我們知道，自身產品的輻射型干擾也必須處于某個電平之下。這可以通過EMC測試實驗室進行很精確的評估。如果產品沒有通過這種測試，那么立馬返工的成本將超過抑制元件成本的好幾倍。

實際的抗干擾能力

在提到干擾對USB的影響時，差分模式數據傳輸與簡單的同軸電纜相比具有很大的優勢。在感性干擾效應(磁場)情況下，導線的絞合可以彌補干擾效應。鑒于每根雙絞線的部分電感的對稱性，干擾會彼此影響補償效果。這種抗干擾效果在實際應用中會大打折扣。

●USB控制器的輸入/輸出不是完全對稱的，因此USB信號顯示出共模干擾。

●Layout與HF/EMC不兼容，寄生電容和缺少波阻匹配會產生共模干擾。

●電路設計(USB濾波器)不充分，濾波器影響信號質量，和/或插損太低。

●接口設計(插座，外殼)不充分。不良的接地會減小電纜的屏蔽衰耗。濾波器具有不良的接地參考。

●USB電纜不對稱、屏蔽不良以及沒有足夠好的接地。這種電纜會劣化信號質量，輻射信號諧波，對外部干擾源起不到足夠的屏蔽衰減。

問題：其中一些點可能不受影響，這些點包括外購USB控制器的技術性實現，或最終用戶使用“便宜的”USB電纜。因此必須采取一些預防性措施，防止接口受到可能損壞USB控制器的外部干擾的影響，同時通過電纜限制信號的干擾輻射量。