USB /イーサネットシールドをシャーシまたはデジタルグランドに接続する方法

片側にいくつかのUSBおよびRJ-45イーサネットコネクタを備えたPCBがあります。ただし、SHIELDピンをどのように接続するかについては、かなり混乱しています。

これは、周辺機器とインターフェイスするホストデバイス用です。外部PSUによって調整された5V 10A電力が供給され、車両内で使用することを目的としています。

私はこの質問（シャーシアースをデジタルアースに接続する必要がありますか？）を見つけました。受け入れられている答えは、取り付け穴を使用することを示していますが、完全に理解しているかどうかはわかりません。取り付け穴がシャーシ/デジタルアースを直接接続しているのか、それとも金属製エンクロージャにのみ接続しているのかはわかりません。私は後者を想定しました。

さらに紛らわしい：プラスチック製の筐体を使用したい場合はどうすればよいですか？私はプラスチックが好きですが、金属は車両内部のEMIからそれをより良く保護すると思います。

現在のレイアウトの（非常に単純化された）例です。

そして、回路図（念のため、実際には役に立たない）

• シールドピンは、デジタルGNDから絶縁されたCHASSISプレーンに接続します。コネクタの物理的なハウジングも金属製の筐体に触れている必要があります。
• CHASSISの面が取付穴/ネジを介して金属筐体に接続されています。
• 電源GNDは、左下の取り付け穴を介して金属製エンクロージャに接続されます。これは、順番に接続してGNDをするCHASSIS金属筐体自体を経由して。

私はこれを考え直していますか？シールドピンをGNDに接続して1日だけ呼び出す必要がありますか？

あなたはこれを考えすぎるかもしれませんし、そうでないかもしれません、それはあなたのアプリケーションが何であるか、そしてあなたが製品の規制検査に合格しなければならないかどうかに依存します。一般的なアイデアは、ESDをシャーシに接地し、電子機器から離して接地することです。これは、エンクロージャが断熱されているかどうかによって異なります。留意すべきもう1つのことは、シールドを介してRFを実行することもできます。放射試験に合格するために製品を構築する必要がある場合、RFを考慮する必要があります（ケーブルは素晴らしいアンテナを作り、雷RFをボードに誘導することさえできます） 。ここでは、ESDについて説明します。すべてのESDおよびRFの参考資料は、ヘンリー・W・オットによる本「電磁環境適合性工学」です。引用します

それでは、製品がプラスチックの筐体にある場合、ケーブルシールド、過渡電圧プロテクター、およびI / Oフィルターはどこに接続する必要がありますか？次の3つの可能性があります。

1. 回路の接地面へ（最も簡単な選択）
2. セクションで説明されているように、別のI / Oグランドプレーンへ。12.4.3
3. 製品の底部に追加された別の大きな金属板に（最良の選択）

あなたの場合、ケーブルが車の外に出ていなければ、RFについてあまり心配しません。ケーブルが人と接触しない（ダッシュに埋もれている）場合でも、あまり心配する必要はありません。人々の隣の真ん中を通過する場合、私は心配するでしょう。あなたの車の地面を地球の地面のように考えることができます。車は充電するかもしれませんが、ファラデーケージのように機能するため、内部のすべてが0に近くなります（充電されたシートカバーのようなものを除き、シャーシに接続されている金属は0Vに近くなります（0vは「アース」ではなく、車に対する電圧）））。

同じ本の金属ケースのESDを抑制するイメージも含めました。

シールドピンをGNDに接続し、接地線/ストラップを金属製エンクロージャーから車両の接地された他の場所に通し、ノイズを「ダンプ」する場所を確保します。ほとんどの車両では、ほぼすべての金属面がバッテリーの（-）端子に接地されています（不安定な+車両がない限り）。無線グランドワイヤ、金属製シャーシマウントブラケット、近くのフレームメンバーなどからアースを引き出すことができます。

この問題には、意味のある2つのアプローチがあります。

1. シャーシの接地と信号の接地を多くの点でシャーシに接続しますが、互いに接続しないでください
2. シャーシアースをシャーシに接続し、他の取り付け穴を絶縁したままにします。次に、シャーシアースを、信号がプレーンスプリットを横切る信号アースに接続します。

アプローチ1（現在のアプローチ）は、良好な（低L）高周波接続を提供するため、コンピューターのマザーボードなどのアプリケーションで使用されます。ただし、コストがかかります。シャーシから低周波電流が信号グランドに流れ込む可能性があります。これにより、信号グランドの共通インピーダンス結合によるノイズの問題が発生します。

アプローチ2は、ループと一般的なインピーダンス結合の可能性を排除しますが、RFでエッジ給電パッチアンテナとして機能するグランドプレーンでボックスの内側を励起するリスクがあります-特に停止が苦手なボックスがある場合RF。また、余分な作業をせずにプラスチックボックスで使用することもできます-アプローチ1では、ボードネジを改造したイメージプレーンまたは内部シールドに接続して連続性を提供する必要があります（その場合）

プラスチックボックスと金属ボックスについては、金属ボックスは良好なEMIシールドを提供できますが、機械的な継ぎ目での不注意なスロットアンテナを避けるために、少し注意して設計する必要があります。プラスチック製の箱には、EMIシールドを設計したり、内側の箔層を使用して後付けすることができます。ただし、全体的なEMIシールドがプラスチックボックスで使用されていない場合、最低限必要なのは、イメージプレーンとして機能するボックス内のどこかにある金属シートです。（これは、ESD接地板と同じものです。）