USB 2.0接口电磁兼容（EMC）解决方案

一、 USB2.0接口面临电磁兼容问题

USB接口具有传输速度快，支持热插拔以及连接多个设备的特点，目前已经在各类计算机、消费类产品中广泛应用。

由于USB2.0则可以达到速度480Mbps，其运行速率较高，容易通过USB连接线缆对外高频辐射超标，同时由于带电热插拔，容易受到瞬间电压冲击和静电干扰。因此我们在产品接口设计时，需要着重从接口滤波设计，防护设计，PCB设计、结构电缆多个方面考虑电磁兼容设计。

本文电磁兼容解决方案主要结合USB2.0接口电路特点，从产品原理图的接口电路出发，提供符合产品实际设计要求的具体的EMC设计方案，从而使产品能够满足电磁兼容标准与规格要求，获得良好的EMC品质，提升产品的可靠性。

二、 USB2.0接口标准要求

带有USB接口的典型消费类产品，需要满足相关电磁兼容要求，与USB相关的电磁兼容项目要求如下，其他如应用在军品、汽车电子、铁路电子要求则有所不一样，具体请参考相关电磁兼容标准要求。

序号

测试项目

测试要求

性能判据

1

辐射发射(RE)

30~230MHz 40dB(μV/m)

230~1000MHz 47dB(μV/m)

测量距离10m准峰值(QP)

2

射频场感应的传导骚扰(CS)

0.15~80MHz 10V 80%AM(1kHz)

150Ω源阻抗

性能判据A

3

射频电磁场辐射(RS)

80~1000MHz 20V/m 80%AM(1kHz)

性能判据A

4

静电放电(ESD)

接触放电

±6kV

性能判据B

空气放电

±8kV

三、原理图EMC设计：

四、原理图设计要点说明：

4.1滤波设计要点：

L1为共模滤波电感，用于滤除差分信号上的共模干扰;

L2为滤波磁珠，用于滤除为电源上的干扰;

C3、C4为电源滤波电容，滤除电源上的干扰;

C1、C2 为预留设计，注意电容尽量小，如实际影响信号传输，可以不焊接。

4.2防护设计要点：

D1、D2、D3组成USB接口防护电路，能快速泄放静电干扰，避免内部电路遭受静电的干扰。

C5、C6为接口地和数字地之间的跨接电容，典型取值为1000pF，耐压要求达到2KV以上.

4.3 特殊要求：

4.3 R1、R2为限流电阻，差分线之间耦合会影响信号线的外在阻抗，可以用此电阻实现终端最佳匹配，使用时根据实际情况进行调整。

4.4 器件选型要求：

L1为共模电感，共模电感阻抗选择范围为60Ω/100MHz~120Ω/100MHz，典型值选取90Ω/100MHz

L2选用磁珠，磁珠阻抗范围为100Ω/100MHz~1000Ω/100MHz，典型值选取600Ω/100MHz ;磁珠在选取时通流量应符合电路电流的要求，磁珠推荐使用电源用磁珠

C3、C4两个电容在取值时要相差100倍，典型值为1000pF、0.1uF;小电容用滤除电源上的高频干扰，大电容用于滤除电源线上的纹波干扰;

D1、D2、D3选用TVS，TVS反向关断电压为5V。TVS管的结电容对信号传输频率有一定的影响，USB2.0的TVS结电容小于5pF;

C5、C6为接口地和数字地之间的跨接电容，典型取值为1000pF，耐压要求达到2KV以上.

4.5 相关电磁兼容器件选型建议清单

L1=共模电感

WCM-2012-900T

L2=磁珠

FBMA-11-201209-601A20T

D1、D2、D3=TVS

BV05C

C3、C4

1000PF、100Nf

C1、C2

5PF/NC

C5、C6

1000PF/2KV

R1、R2

0ohm