コモンモードチョークコイルはUSBで必要ですか?


15

私はGumStix Palo 43の回路図を見ていましたが、USBからのデータラインにコモンモードチョークコイルを使用していることに気付きました。

この設計がどのようにUSB回線から入ってくるノイズを除去するのに役立つかは理解していますが、実際に設計で始めるべきなのかと思います。FT232R のデータシートには、コモンモードチョークコイルの追加については言及されていません。

それで、USBデザインを変更するか、そのままにしておくことをお勧めしますか?


2
システムの残りの部分でのEMI放射とノイズ生成に関して、部品を正常に使用するためのすべての情報をデータシートやアプリケーションノートで実際に提供することはほとんどありません。ほとんど従うべきではない古典的な例は、単一の0.1uFキャップで電源ピンの十分な電源デカップリングであり、アナログとデジタルのグランドプレーンを分離する必要があることです(これを行うと、ほとんどの場合EMI障害が発生します)。もう1つのヒントは、ボードから出入りする信号にフェライトビーズとコモンモードチョークを使用することです。
マーク

また、USBポートの速度はどのくらいですか?
エンドリス

FT2232Hは高速であるため、コンピューターも高速である「最悪の場合」を想定しています。
ケレンブ

@Mark-EMI災害のほとんどの原因となるアナログとデジタルの別々のグランドプレーンを引用した今、私にとって非常に適切です-それがまさに今私が経験していることです。従来の「スター」トポロジルールは多かれ少なかれ従い、理論的にはアナログとデジタルのグランドを別々に中央のグランドポイントに戻しました。そして、手にEMI災害があります、ため息。OTOH、共通のグラウンドは、アナログノイズにデジタルノイズを導入する可能性があります。

@Mark、適切に行われた場合、問題を引き起こす個別の接地面に同意しません。アナログのSNRが高くなるように、大量のノイズを分離できる必要があります。ただし、これは非常に間違っている可能性があり、非常に簡単です。
-Kortuk

回答:


21

USB信号は完全に差動ではないため、あまり良い考えではありません。(パケットの終わり(EOP)信号は両方のピンがLowに引き下げられているため、1 msごとにコモンモード信号を送信するため、USBシステムでは常に1 kHzのノイズと高調波が発生します。)

  1. EMIテストに合格する必要がある場合、高速USBバスを終端するには、コモンモード(CM)チョークを使用する必要があります。CMチョークをコネクタピンのできるだけ近くに配置します。詳細については、セクション5.1を参照してください。

注:コモンモードチョークは信号品質を低下させるため、EMIが既知の問題である場合にのみ使用してください。

コモンモードチョークは、フルスピードとハイスピードの信号品質を歪めます。上記のアイダイアグラムは、パケットの終わりのフルスピードの信号品質の歪みを示していますが、それでも仕様内です。コモンモードインピーダンスが増加すると、この歪みが増加するため、コモンモードチョークがフルスピードとハイスピードの信号品質に与える影響をテストする必要があります。

高速USBプラットフォーム設計ガイドライン

注:フェライトビーズに4本のワイヤをさらに巻き付けることで、追加のフィルタリングを実現できます。信号経路でのフェライトビーズの使用と同様に、信号が立ち上がり時間と立ち下がり時間、特にEOP信号を満たすように注意する必要があります。EOPシグナリングはシングルエンドであり、コモンモードのみのフィルターとして機能するシングルビーズの影響を強く受ける可能性があります。

USBコンポーネントのIntel EMI設計ガイドライン


2
+1も私の経験です。コモンモードチョークは信号を劣化させます。pingsweptが言及しているように、チョークのフットプリント(およびESD保護も!)を含める必要があります。必要ない場合は、アセンブリ中にこれらのコンポーネントを常に追加しないでください。
ajs410

1
@ ajs410、フットプリントを追加し、ポピュレートしないと、パッドの位置で余分なミスマッチがほぼ保証されるため、必要性が高まると思います。
コルトゥク

はんだマスクを持たないパッドから余分なEMIを本当に得ますか?
ajs410

1
はい。実際、主な問題、およびコモンモードチョークが必要な理由は、USBケーブルが放射する能力によるものです。信号がボードに入力され、ミスマッチと衝突すると、反射信号は再びケーブルを通過して放射されます。長いワイヤがあるときはいつでも、コイルに入る反射を最小限に抑えるために最善を尽くしたいときです。コモンモードチョークを追加する理由は、差動モードと比較してコモンモード電流によって生成される大量のEMによるものです。ただし、コモンモードチョークは差動モードに影響を与えませんが、不完全な点があります。
コルトゥク

6

FCC タイトル47 CFRパート15に合格する必要があるため、チョークがGumstixボードに含まれている可能性が高い、デバイスを販売するために意図しないラジエーターのエミッションテストです。

気にしないかもしれませんが、商用製品の場合は、今すぐチョークを追加し、不要な場合は削除する方が安価だと思います。


3

製品がUSBケーブルに「浮いている」場合、コモンモードチョークはおそらく必要ありません。

ただし、USBケーブルの元に戻るループを形成する可能性のある他のパスを介してデバイスが電気的に接続されている場合、製品または接続されている他の製品のパフォーマンスに影響を与える可能性のあるノイズを誘導的に拾い上げたり生成したりする可能性がありますそれに。その時点で、チョークが必要になります。


0

はい、コモンモードチョークを使用することをお勧めします。EMIには役立ちますが、誰もが言ったように、信号が劣化します。チョークが必要ない場合は、ジャンパー線を追加するだけです。

弊社のサイトを使用することにより、あなたは弊社のクッキーポリシーおよびプライバシーポリシーを読み、理解したものとみなされます。
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.