Когда вам нужна небольшая помощь по EMC: новый USB 3.0 EMI Stick от Wurth
Этот встроенный адаптер может быть полезным инструментом проектирования, когда ваше устройство USB 3.0 имеет проблемы с помехами.
В этой статье я хочу посмотреть на продукт, который довольно необычен. И это много говорит, потому что в наши дни существует бесконечная поставка электронных устройств, производимых многочисленными различными производителями, и я бы сказал, что довольно сложно найти продукт, уникальный по своим функциональным возможностям или характеристикам. Я не могу с уверенностью сказать, что EMC-палка действительно уникальна, но я был бы удивлен, если бы нашел эквивалентную часть от другого производителя.
USB 3.0
Прежде чем обсуждать USB 3.0 EMC-карту от Wurth, скажем немного о USB 3.0. Это версия с более высокой скоростью USB 2.0. Первоначальная спецификация USB 3.0 поддерживала скорость передачи 5 Гбит / с, которую я бы назвал очень быстро. По-видимому, это было недостаточно, потому что за USB 3.0 последовал USB 3.1, который обеспечивает максимальную скорость передачи 10 Гбит / с - официально в действительно действительно быстрой категории. В качестве альтернативы вы можете использовать имя, выбранное людьми USB: они относятся к режиму 10 Гбит / с как «SuperSpeed USB».
Я предполагаю, что такая пропускная способность полезна в определенных ситуациях, но скорости передачи, такие как они, почти комически высокие по сравнению с (часто совершенно адекватными) 115, 2 кбит / с, которые я использовал в RS-232 дни.
Другая проблема заключается в том, что высокие частоты являются нарушителями спокойствия - схематический дизайн становится более сложным, компоновка печатной платы усложняется, тестирование становится более сложным. И тогда есть EMC.
EMC
Это означает электромагнитную совместимость, и это серьезный нетривиальный аспект профессионального электронного дизайна. Общая идея заключается в том, что электронный продукт должен: 1) не генерировать избыточное количество электромагнитного излучения (EMR) и 2) нормально функционировать, несмотря на EMR, генерируемое другими устройствами. Первый упоминается как «эмиссия» ЭМС, а последняя - «восприимчивость».
Цифровые сигналы являются печально известными источниками нежелательной ЭМИ, а более высокие частоты только ухудшают ситуацию. Излучаемая EMI пропорциональна квадрату частоты сигнала (более подробная информация здесь). Кроме того, более высокие частоты уменьшают способность дизайнера использовать ограничение скорости нарастания скорости в качестве метода смягчения электромагнитных помех. Быстрые переходы содержат большое количество высокочастотной энергии, а выбросы могут быть уменьшены путем преднамеренного расширения времени нарастания и спада цифрового сигнала. Однако максимальные практические времена нарастания и спада зависят от частоты - очень высокие частоты потребуют короткого времени перехода.
Модуляция с расширенным спектром является эффективным способом решения проблем EMC, но это не всегда практично. Вы также можете попробовать фильтрацию, и это подход, используемый USB-устройством EMC от Wurth.
Палка
Как вы можете видеть на фотографии, это встроенное устройство.
Фотография взята из таблицы
Одна сторона подключается к USB-порту хоста, а затем вы подключаете устройство к другой стороне. В чем именно заключается цель? // www.digikey.com/en/product-highlight/w/wurth-electronics/usb-3-emc-stick "target =" _ blank "> описание части указывает, что предназначен EMC-палочка для тех, кто «столкнулся с шумом» и хочет использовать ярлык для соблюдения EMI и ESD. Очевидно, что вы не можете продавать продукт, отвечающий требованиям EMI и ESD, только с помощью ручки EMC, поэтому, судя по всему, идея заключается в том, чтобы помочь дизайнеру определить, что устройство будет функционировать адекватно с помощью защиты от ESD и фильтра EMI Потому что это то, что является Stick, фильтр EMI и массив диодов TVS.
Диаграмма взята из таблицы данных
Описание детали делает довольно смелое утверждение о том, что «в общем, эта палка позволит борту пройти все тесты EMI и ESD». Я, конечно, не могу подтвердить это требование, но у меня нет особых причин спрашивать его. Я надеюсь, что они правы, и если мне когда-нибудь понадобится разработать устройство USB 3.0 (вряд ли), я надеюсь, что я могу просто включить Stick в корпус продукта и назвать его хорошим. Мой первоначальный дизайн, по-видимому, терпит неудачу, когда приходят тесты EMC, и если бы я попытался дублировать фильтр Stick, я бы, вероятно, поработал с ним как-нибудь и снова потерпел неудачу.
Трудно точно узнать, что происходит в следующем сравнении, но насколько я могу судить об эффектах этого, казалось бы, простого устройства, весьма значительны:
Изображение взято из таблицы данных
У вас есть высокочастотные советы по ЭМС? Или какие-либо мысли о разработке устройств USB 3.0? Дайте нам знать об этом в комментариях.