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USB接口的EMI和ESD设计方案
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|时下流行的USB2.0接口具有高达480Mbps的传输速率，并与传输速率为12Mbps的全速US
B1.1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。



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。

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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USB接口的用户迫切要求加入防ESD的保护器件。在下
图电路中，数据电源线、地线上各有一个工作电压为5.5V、电容为100pF的TVS/压敏电阻