看看这个USB接口设计有什么地方可以改进的，附图

ederdan

引用第4楼redline于2009-08-21 10:59发表的“”:
谢谢amo

设备外壳是金属的。原来的设计USB端口的金属部分的确和外壳连接不是太好。后来，在USB周围加了金属泡沫来增加和外壳的连接，的确改善很多。但是，还是会有些出现暂时性失去功能，特别表现在鼠标上面。

所以，想看看内部设计有什么可以改进的。譬如说系统地和外壳地，还有USB电源和外壳地等。

1. 你的系统地和机壳地通过金属泡沫连接起来?连接性能如何？可以通过焊接直径较大导线来导走电荷或者其他方式。
2. 一般来讲，ESD测试时，USB端口金属部分会是比较明显的放电点，这样可以确定是对你的地进行了干扰，可以通过仪器观察（我使用的万用表）VCC和你系统地之间的压差是有变化的。VCC有突边引起USB_poweren逻辑状态发生变化。因此可以在VCC与系统地之间加ESD suppressor(在条件1确认OK的基础上)。
3.你的Layout走线，USB D+,D-的layout法则，是否有伴地，地平面的分割等等需要注意，尽量让你的USB信号完整。

redline

谢谢大家的建议。

首先我把layout上传，大家看看有什么意见。要说明的是，这个板的设计是12层，跟机箱相连的机壳地只布置在顶层和底层各宽1mm，相应的其它层都没有布任何东西。有点担心的是，由于芯片和USB器件相距太远，所以数据布线较长，最长的有136mm。还有，好像数据线也的确跨越了几个电源层（包括地），但是我还得仔细确认。

十楼的几个建议都很好。对于金属泡沫，我个人觉得连接还是不错的，但是我连接的是USB外壳和面板，不是系统地和机壳地。还有，如果确认VCC有问题的话，ESD suppressor是加在VCC和外壳地，还是VCC和系统地，很想确认一下。

redline

其实昨天我已经去做了正式的ESD试验，算是通过了，特在这儿通报一下。

在做ESD试验之前，我做了不少内部测试。原来四个USB接口系统地和机壳地分别接1uF，1uF，0.1uF，0.1uF（这儿设计可能有点问题，至少我觉得1uF和0.1uF应该间杂着放置）。我改成了0.1uF，0.01uF，0.1uF，0.01uF，好像有一些提高。

做正式的试验时，一开始是+2KV接触放电。不管是横板和垂直竖版的间接放电，还是机箱和前面板的直接放电，都有不少鼠标的失去功能，但是能在1秒内自动恢复。后来，突然鼠标就正常工作，还有其他设备，包括+4KV接触放电，+4KV空气放电，+8KV空气放电。后来系统也只是在-4KV接触放电，-4KV空气放电，-8KV空气放电有偶尔的鼠标和键盘失去功能，但都能在1秒内自动恢复。

说实话，真是有点看不懂结果，总觉得这个ESD测试怪怪的。失败好像有点传染似的，而且那时电压也不是太高。

对于系统的防静电还是觉得不太好，希望有改进的地方。主要是鼠标和键盘基本都是我精选的。而且，我还是带了其他鼠标还测试，发觉他们每次都是失去功能，虽然基本能自动恢复。

除了ESD试验，我也做了部分的传导抗干扰（conducted immunity）测试，效果不是太好，主要还是表现在USB鼠标那块。奇怪的是，测试能在35MHz和58MHz那儿发现鼠标失去功能，有时能重复，有时重新插干扰器（用的是directo injection）再测试，就不再重复了，总之有点把我搞晕了。但是，我也知道，USB那块还是有待提高，只是现在头绪不是太多，不知大家有什么建议。

redline

不好意思，有没有能进一步解释一下什么是电源和G打壕沟。本人设计经验还不是很多，很想知道一下，谢谢了。

langtuo

1.USB电源和外壳地之间加ESD Suppressor。 首先你的弄清楚，ESD Suppressor是聚合物的静电阻抗器。在Vbus电源轨上不能使用。

2. clamping voltage 150V  ，怎么箝位电压高达150V？ 这还能起到ESD静电保护吗？

静电保护元件的生存指标不代表系统的生存指标。建议选择正规来源的静电保护器件。

redline

楼上能不能澄清一下，是不是ESD Suppressor不能用在保护USB电源上？谢谢了。

taybi

没怎么看完,首先我觉得你ESD器件选择感觉有点问题,选得大了点,保护作用有限,你可以用示波器量下,我估计你加的TVS没起作用, 全是靠后级电路在抗.

redline

我也曾试过其他的ESD suppressor，不同的箝位电，效果不明显

现在正在找高压探头，以确定到底是那根线路出问题

kany9999

“跟机箱相连的机壳地只布置在顶层和底层各宽1mm”  什么意思？其他层连铜皮都没有？
用什么接地的？不是孔吗？位置呢？ 1mm 也太吝啬了吧   都说接地尽量短而粗
面板 是什么东西？金属的吗？和机壳地搭接吗？金属泡沫交流状态下未必好吧
线上防护没问题了  肯定就是地的问题。在地没有低阻抗路径，不能快速泄放的时候，必然会有部分电流从线走，你加的防护元件的效果大大折扣了；或者以耦合形式到附近的电源铜皮或者其他什么元件上。
把接地加宽，接地孔在附近，然后铜皮至少多出连接器100mil范围，尽量多加点铜皮，地孔50~100mil一个。
仅供参考  呵呵  加油加油

au9000

引用第12楼redline于2009-08-27 10:35发表的“”:
其实昨天我已经去做了正式的ESD试验，算是通过了，特在这儿通报一下。

在做ESD试验之前，我做了不少内部测试。原来四个USB接口系统地和机壳地分别接1uF，1uF，0.1uF，0.1uF（这儿设计可能有点问题，至少我觉得1uF和0.1uF应该间杂着放置）。我改成了0.1uF，0.01uF，0.1uF，0.01uF，好像有一些提高。

做正式的试验时，一开始是+2KV接触放电。不管是横板和垂直竖版的间接放电，还是机箱和前面板的直接放电，都有不少鼠标的失去功能，但是能在1秒内自动恢复。后来，突然鼠标就正常工作，还有其他设备，包括+4KV接触放电，+4KV空气放电，+8KV空气放电。后来系统也只是在-4KV接触放电，-4KV空气放电，-8KV空气放电有偶尔的鼠标和键盘失去功能，但都能在1秒内自动恢复。
.......

在每组测试之间间隔是多少？ESD测试，如果放电不够的话，好像会造成系统越来越抗打。
另外你说主要是键盘和鼠标有问题，你用什么牌子的做那？我们公司用的TI的芯片甚至一些杂牌鼠标都不能识别，TI的技术支持表示是因为这些鼠标的眼图很差，像你这样如果受到干扰就容易出问题。
如果用U盘加延长线会不会有问题？确认一下是不是跟线有关。