USB 芯片的电路及PCB 设计的重要注意事项

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【干货】USB接口的PCB设计要点

【干货】USB接口的PCB设计要点

【干货】USB接口的PCB设计要点
【干货】USB 接口的PCB 设计要点
1、定义
通用串行总线(英语:Universal Serial Bus,缩写:USB)是连接计算机系统与外部设备的一种串口总线标准,也是一种输入输出接口的技术规范,
被广泛地应用于个人电脑和移动设备等信息通讯产品,并扩展至摄影器材、
数字电视(机顶盒)、游戏机等其它相关领域。

最新一代是USB 3.1,传输速度为10Gbit/s,三段式电压5V/12V/20V,最大供电100W ,新型Type C 插型不再分正反,如图1 所示,展示了几种常用的USB 接口实物,这类型
USB 接口广泛应用于MID 的产品中。

图1 常用USB 接口
常用USB 有如下两种不同的定义,如表1 所示,根据需要选取相应类型
的USB。

表1 USB 管脚定义
2 USB 接口布局布线要求。

PCB设计注意事项及经验大全

PCB设计注意事项及经验大全

PCB设计注意事项及经验大全一、布线规则与原则1.信号与电源线要分离:信号线和电源线要分开布局,以避免相互干扰。

2.高速信号线要走短且直:高速信号线尽量缩短长度,减小传输时延,且线路要尽量直线走向,减少信号反射和串扰。

3.临近信号要保持足够的间距:不同信号线之间要保持足够的间距,以防止互相干扰。

4.差分线要相邻走向:差分线要尽量保持相邻走向,减小差分信号的共模噪声。

5.地线布线要低阻抗:地线是重要的回路,要保持低阻抗,尽量缩短环路和减小地回流路径长度。

二、元件布局与散热1.元件布局要紧凑:元件要尽量集中布置,减少信号线长度和信号间的干扰。

2.散热要考虑:对于发热较大的元件,如功率放大器、处理器等,要合理布局散热器件,以保证稳定工作。

3.保持压降相对较小:电源接入处的元件要尽量靠近,以减小功率线上的压降,提供充足的电源稳定性。

三、层间布局与屏蔽1.层间走线布局:对于复杂的PCB设计,应合理利用多层间的铜层,将信号线、电源线、地线等分层布置,以减小干扰。

2.地线屏蔽:对于高频信号,可以在其周围增加地线屏蔽,减小信号的辐射和受到外部干扰的可能性。

四、防静电与防EMC干扰1.防静电:PCB设计中需要注意防止静电累积,合理布局接地,增加防静电保护元件。

2.防EMC干扰:合理规划布局,合理安排信号线与电源线的分布,使用屏蔽罩、滤波器等元件,以减小电磁干扰对电路的影响。

五、选择合适的材料和工艺1.PCB材料选择:根据实际需求选择合适的PCB材料,如高频电路应使用特殊材料,而一般电路可以使用常规材料。

2.焊盘和线宽:根据元件要求和电流大小选择适当的焊盘和线宽,以保证信号传输的稳定性和电流的可靠传输。

经验总结:1.保持良好的文档记录:对于每次设计的PCB,要保持详细的文档记录,包括设计思路、参数、布局规则等,以备后期维护和修改。

2.多层板设计注意:在进行多层板设计时,要仔细考虑信号和电源的分层布局,以便将高速信号分离,同时要避免不必要的层间换线,以减少成本和复杂性。

U盘PCB板设计方案

U盘PCB板设计方案

U盘PCB板设计方案1. 引言U盘是一种常见的便携式存储设备,广泛应用于个人电脑及其他设备之间的数据传输。

为了满足不同用户的需求,设计一款高性能、可靠性和易用性的U盘至关重要。

本文档将介绍U盘PCB板的设计方案,包括硬件设计、PCB布局和连接方式等方面。

2. 硬件设计2.1 主控器U盘的主控器是整个设备的核心。

主控器通常通过USB接口与计算机或其他设备进行数据传输。

在选择主控器时,需要考虑其处理器性能、存储容量和数据传输速度等因素。

2.2 存储芯片U盘的存储芯片用于存储和读取数据。

常见的存储芯片包括闪存芯片和DRAM芯片。

选择存储芯片时,需要考虑容量、读写速度和稳定性等因素。

2.3 电源管理U盘的电源管理模块用于向主控器和存储芯片提供电源。

电源管理模块需要满足低功耗和稳定的电压输出要求,以确保设备的正常运行。

2.4 连接器U盘的连接器用于与计算机或其他设备进行物理连接。

常见的连接器类型包括USB-A、USB-C和Micro-USB等。

在选择连接器时,需要考虑设备的兼容性和易用性。

3. PCB布局在进行PCB布局时,需要考虑以下几个因素:3.1 尺寸和形状根据U盘的设计要求和功能,确定PCB板的尺寸和形状。

通常情况下,U盘的PCB板应该尽可能小巧轻便,以方便携带和使用。

3.2 信号和电源线路分离为了避免信号干扰和电源噪声,应该将信号线路和电源线路分离布局。

通过合理的布局方式,可以最大限度地降低信号串扰和电源噪声对设备性能的影响。

3.3 地线布局地线是保证信号完整性和设备稳定运行的重要因素。

在PCB布局时,应该合理安排地线的走向和布局,减少地线的长度和回路面积,以降低地线电阻和电磁干扰。

3.4 组件布局在PCB板上合理布置组件,以提高电路的可靠性和抗干扰能力。

应该根据信号链路和电路功能的关系,将相关的组件集中布局,以缩短信号路径和减少干扰。

4. 连接方式U盘的连接方式取决于其连接器类型和计算机的接口。

PCB设计原则与注意事项

PCB设计原则与注意事项

PCB设计原则与注意事项PCB(Printed Circuit Board)是电子产品的核心组成部分,它将各种电子元器件连接在一起,并提供电气连接、机械支持和热管理等功能。

PCB设计的质量直接影响了电子产品的性能和可靠性。

在进行PCB设计时,有一些原则和注意事项需要遵循。

下面是一些常用的PCB设计原则与注意事项。

一、电源与地的布局1.分离模拟和数字电源。

2.为模拟和数字电源提供合适的电容滤波和电源稳压电路。

3.在PCB设计中保持电源和地的追踪线短且宽以降低电阻和电感对电源和地的影响。

二、信号线与地的布局1.保持信号线与地的追踪线短且宽以降低串扰和信号损耗。

2.避免信号线和电源或地平面平行追踪,以减少串扰。

3.使用适当的屏蔽和过滤来减小高频信号的干扰和噪声。

三、板层划分与分层布局1.根据电路复杂度和信号分布合理划分PCB的层数。

2.分层布局中应该将不同类型的信号线分离开来,防止干扰。

3.分层布局中应该为大功率和高频信号提供独立的地平面层,减小信号损耗和串扰。

四、信号完整性与匹配1.确保差分线对长度匹配,以提高信号传输速率和抗干扰能力。

2.为高速信号提供合适的阻抗匹配,并避免信号反射和回波。

3.保持信号线对地板的距离一致,避免信号差异引起的串扰和耦合。

五、敏感器件与干扰的处理1.将敏感器件与干扰源保持适当的距离,以减少干扰。

2.使用合适的屏蔽和过滤器来降低干扰。

六、散热与热管理1.合理放置散热元件,如散热片和散热器,以保持元件工作温度在可接受范围内。

2.通过合理布局元件和散热结构来提高热传导效果和散热效果。

七、元件布局与布线规划1.元件之间应保持足够的间距,以方便布线和维护。

2.按照信号流向和信号层次划分布线区域,并避免交叉布线引起的串扰。

八、可靠性与测试1.在PCB设计中考虑元件的可靠性和备用设计,以提高产品的可靠性。

2.在PCB设计中加入测试点和测试电路,以方便功能测试和故障检测。

3.选择合适的焊盘和组装工艺来提高焊接质量和可靠性。

PCB设计原则与注意事项

PCB设计原则与注意事项

PCB设计原则与注意事项一、PCB设计原则:1.尽量缩短信号线长度:信号线越短,抗干扰能力越强,同时可以降低信号传输的延迟,提高信号传输速率。

因此,在进行PCB布局时,应尽量缩短信号线的长度。

2.保持信号完整性:在高速信号传输时,需要考虑信号的传输带宽、阻抗匹配等问题,以减少信号损耗和反射。

应尽量避免信号线的突变和长距离平行走线,采用较大的走线宽度和间距,以降低串扰和母线阻抗不匹配等问题。

3.合理划分电源与地线:电源和地线是PCB设计中的关键因素。

一方面,为了降低电源线和信号线之间的干扰,应将它们相互分隔,避免交叉走线。

另一方面,为了保持电源和地线的低阻抗,应采用够粗的金属层和走线宽度,并合理布局电源与地线。

4.规避高频干扰:高频信号很容易产生干扰,可通过以下方法来规避:(1)合理布局和分配信号线与地线,尽量减少信号走线的面积。

(2)在PCB板上增加电源和信号屏蔽,尽量避开信号线和输入/输出端口。

(3)采用地面屏蔽和绕线封装,以减少漏磁和辐射。

5.考虑散热问题:在进行高功耗电路的设计时,应合理布局散热元件,以保证其有效散热。

尽量将散热元件如散热片与大地层紧密接触,并增加足够的散热通道,以提高散热效果。

此外,还应根据安装环境和工作条件,选择合适的散热材料和散热方式。

6.设计可靠性:设计时应考虑PCB板的可靠性,包括电路连接的牢固性、电子元件的固定可靠性和抗振性、PCB板的抗冲击性等。

为了保证可靠性,应合理布局和固定电子元件,并留足够的可靠连接头用于焊接,避免对电子元件造成损害。

二、PCB设计注意事项:1.保持走线的一致性:尽量保持走线的宽度、间距和走向一致,以提高走线的美观性和可维护性。

2.合理分配电源与地线:根据电路的要求,合理分配电源和地线,避免电源过于集中或不均匀,以减少电源线的压降和供电不稳定等问题。

3.考虑EMC问题:电磁兼容性(EMC)是一个重要的问题,应根据产品的要求,选用合适的屏蔽和过滤技术,以降低电磁干扰或受到的干扰。

U盘电路的PCB板设计

U盘电路的PCB板设计

修改PCB图纸参数
2. 修改元件安全间距
由于电路板面积太小,元件的安全间距 可以设置得更小一些,从而使元件可以 排列得更紧密一些,如可以将其修改到 步距5mil以下,。
执行菜单命令【Design】/【Rules…】, 弹出PCB板规则对话框,双击 【Placement】选项,再双击 【Component Clearance】选项后,选中 【Component Clearance】选项,如图所 示,在右边的规则栏中将【Gap】栏修 改为3mil。
导线规则设置
3. 设置过孔尺寸
4.设置SMT焊盘拐角距离
11.6.2 多层板自动布线
执行菜单命令【Auto Route】/【All】菜单命令,将弹出如图所示 的自动布线策略选择对话框对话框,选用【Via Miser】选项,表 示将采用具有建议性最小过孔限制的多层板布线策略进行布线, 点击【Route All】 按钮,PCB板编辑器开始自动布线
全局修改电阻的封装
(1)将光标移到U盘原理图中的
任意一个电阻上,单击鼠标右键,
在弹出的对话框中选菜

,弹出如图所
示的查找相似对象对话框,在
【Resistor】项后选择【Same】,
表示将选中图纸中所有的电阻。
查 找 所 有 电

修改电阻封装
可以看到图纸中所 有电阻均处于选中 状态,此时点击工 作区右下方的 【Inspect】按钮, 弹出如图所示的 Inspect面板,将 【Current Footprint】 栏修改为“C1005 -0402”,按回车键 确认输入。
11.4.1 确定布局方案
在高密度电路板中,是否需要双面放置元件是 设计者首先要考虑的问题。一般情况下,如果 在顶层能够完成元件的布局,尽量不要将元件 放置在底层,因为一方面会提高电路板的设计 难度和成本,另一方面也会增加元件装配的工 序和难度。但对于U盘电路板而言,如果直接 将元件放置在顶层,由于电路板太小,部分元 件连放置的位置都没有,所以必须采取双面放 置元件的办法。仔细分析原理图可以知道,U 盘主要由以U2(IC1114)为核心的控制器电路 和以U3(K9F0BDUDB)组成。所以可以考虑 将二部分电路分别放置在顶层和底层,具体将 U3(K9F0BDUDB)为核心的存储器电路放置 在顶层元件面,而将U2(IC1114)为核心的控 制器电路放置在底层的焊接面。

pcb的注意事项

pcb的注意事项

pcb的注意事项PCB(Printed Circuit Board,印刷电路板)作为电子产品的重要组成部分,具有连接电子器件、传输信号和电能的功能。

在设计和制造PCB时,需要注意以下几个方面。

1. 设计规范:在进行PCB设计之前,需要明确所需的功能和性能要求,并遵守相关的设计规范和标准。

例如,根据所需的电流和信号传输速率选择合适的线宽和间距,保证电路板的稳定性和可靠性。

2. 线路布局:合理的线路布局可以减少信号干扰和电磁干扰,提高电路的性能。

在布局过程中,应尽量避免线路交叉和平行布置,合理规划电源和地线的走向,减少信号回路的长度。

3. 元器件布局:在安排元器件的位置时,应考虑到元器件之间的接线关系、散热要求和易维护性。

关键元器件应尽可能靠近主控芯片,减少信号路径的长度,提高信号传输效率。

4. 引脚分配:为了方便元器件的焊接和插拔,需要合理分配引脚位置,并确保引脚和焊盘的对应关系准确无误。

避免引脚之间的短路和误连接。

5. 焊盘设计:焊盘是元器件与电路板之间的连接点,需要保证焊盘的尺寸和形状与元器件引脚相匹配,确保焊接的质量和可靠性。

同时,要合理设计焊盘的间距和布局,以便于焊接工艺的进行。

6. 接地设计:良好的接地设计可以有效地降低电路的噪声和干扰,提高信号的稳定性和可靠性。

在PCB设计中,应合理规划接地线路,保证接地的连续性和低阻抗。

7. 电源设计:电源线路是PCB中最重要的部分之一,直接影响到电路的稳定性和可靠性。

在设计电源线路时,应考虑电流的大小、电压的稳定性和电源的过载保护等因素,避免电源噪声和干扰。

8. PCB材料选择:选择合适的PCB材料是保证电路性能和可靠性的重要因素。

常见的PCB材料有FR-4、铝基板和陶瓷基板等,根据具体的需求选择适合的材料。

9. PCB制造工艺:在PCB制造过程中,需要注意制造工艺的要求,例如线路的蚀刻、印刷和钻孔等步骤。

合理选择制造工艺,保证PCB的质量和可靠性。

USB 芯片的电路及PCB 设计的重要注意事项

USB 芯片的电路及PCB 设计的重要注意事项

USB芯片的电路及PCB设计的重要注意事项版本:2D1、摘要本文主要针对以下因电路及PCB设计不佳而引起的故障现象进行分析和解答⑴、关于USB设备带电热插拔:(重要)用CH374、CH375设计的USB-HOST电路中,当某些USB设备带电插入时,工作不正常或者芯片发热⑵、关于设计3.3V的USB产品:用CH372、CH374、CH375、CH341等USB芯片设计3.3V电源电压的USB产品时需要注意的事项⑶、关于USB主从模式切换:用CH374、CH375设计的USB-HOST和USB-DEVICE产品中,如何识别并进行USB主从模式切换⑷、关于工作稳定性和抗干扰:(重要)用CH372、CH375、CH341等USB芯片设计的USB产品,如何提高可靠性和抗干扰能力2、USB设备带电热插拔2.1. 故障现象在使用CH375评估板的过程中,或者在自行设计的USB-HOST产品中,某些USB设备带电插入时:①导致CH375复位或者单片机复位(尤其是采用μP监控电路的单片机系统)②CH375或者单片机突然工作不正常,失去控制③CH375芯片的工作电流突然增大并且持续如此,时间长了芯片发热烫手甚至芯片损坏2.2. 原因分析USB支持动态带电插拔,以CH375评估板使用U盘为例。

由于U盘内部都有电源退耦电容,当U盘刚插入USB-HOST插座时,评估板必然要对其充电,由于瞬间充电电流很大(微秒级瞬间峰值可达几安培),所以导致主机端的电源电压VCC突降(用高速的数字存储示波器可以看出,越靠近USB插座的位置,电源电压降得越严重),这个电压突降过程可能只有几十微秒甚至几百纳秒,但是一旦被CH375或者uP监控电路检测到,就会被当作电源上电或者电源下电,从而有可能导致CH375和单片机被复位。

并且,由于U盘插入过程引起的电压突降是一种不确定的瞬时状态,例如几十纳秒的电压突降,所以有可能使CH375或者单片机不完全复位,从而工作不正常。

pcb设计注意事项

pcb设计注意事项

pcb设计注意事项PCB设计是电子产品开发的关键步骤之一,它直接影响到产品的性能和稳定性。

以下是一些PCB设计过程中需要注意的事项:1. 尽量减少线路长度:线路越短,信号传输速度越快,抗干扰能力越强。

因此,在PCB设计中要尽量减少线路长度,布局合理,避免交叉和环路。

2. 保持信号完整性:思考如何保持信号在传输过程中的完整性是PCB设计的重要任务。

通过使用差分信号,增加屏蔽层等方法来减少信号干扰。

此外,对于高频信号,还可以通过使用地孔和绝缘隔离来防止信号的串扰。

3. 尽量减少电磁干扰:选择好的电源供应、分割地面平面、合理布置电源线路等措施可以减少电磁干扰。

还可以通过增加屏蔽层和使用屏蔽罩来进一步降低电磁辐射。

4. 考虑散热问题:在设计PCB布局时,需要合理安排散热元件的位置,以确保电路的稳定性和长寿命。

将热敏元件放在最佳位置,考虑散热器的设计和安装。

5. 选择合适的PCB材料:在PCB设计时,应选择具有良好性能的材料。

根据电路的需要选择合适的介电常数及层压板适用层。

6. 确保电源稳定:电路稳定性很大程度上取决于电源的质量。

因此,在PCB设计中,应合理安排电源线路,减少电流和电压的波动。

7. 考虑EMC兼容性:考虑到PCB电路的电磁兼容性,防止电磁干扰对其他设备的影响。

这一点在设计中要引入合适的滤波器、屏蔽等元件,提高电路的EMC兼容性。

8. 合理选择元器件:在PCB设计中,需要根据电路的需要选择合适的元器件。

选择高质量的元器件,可以提高电路的性能和稳定性。

9. 可维护性设计:在PCB设计时,要考虑到后期维护和修复的需要。

尽量采用常见的元器件,合理安排元件的布局,便于诊断和更换。

10. 保护电路:在PCB设计中要考虑到电路的安全性。

在设计时使用合适的保护电路,例如过流保护、过压保护和过温保护等。

总之,PCB设计是一个综合性的工作,需要综合考虑电路的性能、稳定性、可维护性和安全性等因素。

通过专业的设计方法和良好的实践,可以提高PCB设计的质量和性能。

USB接口设计中的注意事项

USB接口设计中的注意事项

USB接口设计中的注意事项
在设计USB接口时,有一些关键的注意事项需要考虑,以确保设备能够正常工作并具有良好的性能。

首先,要确保USB接口符合相关的规范和标准,以确保设备能够与其他USB设备兼容。

其次,要注意保证电气特性的稳定性和一致性。

USB接口的工作稳定性对于设备的性能至关重要,因此在设计过程中要注意避免电气干扰和不稳定因素。

另外,要考虑USB接口的物理形态和连接方式。

USB接口通常有多种形态,如Type-A、Type-B、Micro USB和USB-C等,设计时需要根据设备的需要选择合适的接口类型,并确保连接方式牢固可靠。

此外,要注意USB接口的传输速度和数据传输稳定性。

USB接口通常支持多种传输速度,如USB 2.0、USB 3.0和USB 3.1等,设计时需要根据设备需求选择合适的传输速度,并确保数据传输稳定可靠。

最后,要注意USB接口的供电能力和功耗管理。

USB接口通常可以提供设备所需的电力供应,因此在设计时需要确保接口能够提供足够的电力,并合理管理功耗,以确保设备能够稳定工作并具有良好的性能表现。

综上所述,设计USB接口时需要注意符合规范标准、保证电气特性稳定、选择合适的物理形态和连接方式、考虑传输速度和数据传输稳定性、以及关注供电能力和功耗管理等关键因素,以确保设备能够正常工作并具有良好的性能。

在实际设计中,应该综合考虑这些方面,并根据具体情况进行灵活应用,以实现最佳的设计效果。

USB芯片的电路及PCB设计的重要注意事项

USB芯片的电路及PCB设计的重要注意事项

USB芯片的电路及PCB设计的重要注意事项B芯片选型:选择适合您应用需求的USB芯片非常重要。

需要考虑的因素包括接口速度、功耗、协议兼容性、可靠性等。

确保了解您的应用所需的规范和要求,以便选择最合适的芯片。

2.电路设计:在进行USB芯片电路设计时需要注意不同信号的线路隔离。

尽量避免高速信号线与低速信号线交叉布线,以减少干扰。

此外,要确保USB信号线长度一致,以防止信号损耗和时钟偏移。

3.电源供应:为USB芯片提供稳定的电源非常重要。

应确保电源线路具备足够的电流和电压稳定性,并使用滤波电容和稳压电路来消除噪音和波动。

4.地线设计:USB芯片的地线设计需要特别关注。

地线应尽量短而粗,以减少电流环线的干扰。

在设计中要划分良好的地平面,减少地线回流路径的阻抗。

5.PCB布局:进行USB芯片的PCB布局时,要确保将USB接口放置在靠近外围边缘的位置,以方便连接。

避免与高频信号线和电源线交叉,并放置邻近信号线和地平面。

6.差分信号匹配:在USB数据传输中,差分信号具有关键性能。

差分信号的长度和延迟要匹配,以确保数据正确传输。

在布线中尽量保持差分信号线对称,并使用阻抗匹配技术。

7.EMI控制:USB芯片的设计应考虑EMI(电磁干扰)控制。

为了减少辐射和敏感性,应使用地屏蔽和信号层堆叠技术。

此外,还可以采用抑制和滤波电路来消除噪音。

8.PCB堆叠和线宽:选择适当的PCB堆叠和线宽非常重要。

差分线应采用适当的线宽和线距,以满足USB规范,并确保匹配要求。

PCB堆叠应尽量减少层间交叉,并满足信号完整性要求。

9.可靠性考虑:在设计USB芯片的电路和PCB时,要考虑到可靠性。

使用过压保护电路、热管理技术和电源过滤器等器件,以确保系统的长期稳定性和可靠性。

总之,在设计USB芯片的电路及PCB时,需要关注信号完整性、电源稳定性、地线设计、布局布线、EMI控制、堆叠设计、差分信号匹配和可靠性。

通过遵循这些注意事项,可以确保USB设计性能和可靠性的最佳平衡。

设计USB电路板布线前必看的7条经验

设计USB电路板布线前必看的7条经验

设计USB电路板布线前必看的7条经验
目前数据的传输大部分依靠USB口来实现,其快速、低成本、便捷的特点受到了市场的广泛欢迎,但对于新手来说,USB的硬件PCB设计却是非常不友好的,很多人在装配PCB的过程中遇到接口方面的各种问题。

针对于此,本文将对USB硬件PCB布线过程中必须了解的经验教训进行总结,帮助大
家少走弯路。

 USB协议定义由两根差分信号线(D+、D-)传输数字信号,若要USB设
备工作稳定差分信号线就必须严格按照差分信号的规则来布局布线。

根据多
年USB相关产品设计与调试经验,总结以下注意要点:
 图1
 1、在元件布局时,尽量使差分线路最短,以缩短差分线走线距离(√为合
理的方式,×为不合理方式)。

 图2
 2、优先绘制差分线,一对差分线上尽量不要超过两对过孔(过孔会增加线路的寄生电感,从而影响线路的信号完整性),且需对称放置(√为合理的方式,×为不合理方式)。

 图3
 3、对称平行走线,这样能保证两根线紧耦合,避免90°走线,弧形或45°
均是较好的走线方式(√为合理的方式,×为不合理方式)。

u盘电路的pcb设计报告总结

u盘电路的pcb设计报告总结

u盘电路的pcb设计报告总结本次U盘电路的PCB设计报告总结如下:一、需求分析1. 接口要求:USB2.0,支持高速传输。

2. 存储容量:8GB。

3. 尺寸要求:符合U盘常规尺寸。

4. 稳定性要求:保证数据读写稳定可靠。

5. 成本要求:控制在合理范围内。

二、设计方案1. 采用USB2.0接口方案,支持高速传输。

2. 采用片上闪存存储方案,存储容量为8GB。

3. 设计尺寸符合U盘常规尺寸标准。

4. 加入过流保护电路和ESD防护电路,保证数据读写稳定可靠。

5. 选择成本控制较低的元器件和材料,控制成本在合理范围内。

三、电路设计1. USB2.0信号线布局:保证信号走线短、阻抗匹配和信号完整性。

2. 片上闪存存储电路设计:采用NAND Flash存储芯片和主控芯片联合存储方案。

3. 过流保护电路设计:加入快速恢复保险丝和贴片PTC保险丝。

4. ESD防护电路设计:加入TVS管和ESD二极管。

四、PCB设计1. PCB布局:USB接口和主控芯片尽量靠近,保证信号走线短,分区域布局。

2. PCB走线:保证信号线长度一致、阻抗匹配和信号完整性。

3. PCB层数:采用双面板设计,层数不宜过多。

4. PCB尺寸:符合U盘常规尺寸标准。

5. PCB制作:选择高质量的PCB厂家进行制作。

五、测试与验证1. 进行电路连通性测试,确保电路连接正确。

2. 进行功能测试,包括读写速度、存储容量等。

3. 进行稳定性测试,保证数据读写稳定可靠。

六、总结本次U盘电路的PCB设计通过对需求分析、设计方案、电路设计、PCB设计、测试与验证等环节的综合考虑,达到了预期效果,具有较高的稳定性和可靠性,同时成本控制在合理范围内。

PCB注意事项范文

PCB注意事项范文

PCB注意事项范文PCB(Printed Circuit Board,印刷电路板)是电子元器件的基板,用于连接和支持电子元器件。

它是电子产品中十分重要的组成部分,因此在制作和使用PCB时需要特别注意一些事项,以确保其质量和可靠性。

以下是一些 PCB 制作和使用过程中的注意事项。

1.设计前的考虑:在进行PCB设计之前,需要仔细考虑电路连接的布局和布线,尽量避免信号线的交叉和接地线的共享,以减少干扰和噪声的产生。

2.选择适合的PCB材料:选择适合所需电子产品性能和环境条件的PCB材料,例如FR-4环氧树脂材料、铝基PCB、陶瓷PCB等。

不同的材料具有不同的导热性、机械强度和电气性能,需根据具体需求进行选择。

3.合理布局电子元器件:在PCB上合理布局和安放电子元器件,以减小电磁辐射、提高电路的稳定性和可靠性。

同时,应避免热源元器件与敏感元器件相邻,避免温度过高对电路造成影响。

4.精确测量和制造:使用专业的仪器进行PCB图样的制造和刻蚀,确保图样精度和尺寸准确。

并且,在PCB生产过程中进行精确的测量,以确保电路元器件的位置和尺寸的准确性。

5.适当考虑焊接:在PCB设计和制作过程中,需考虑焊接工艺,选择适合的焊接方式和材料。

同时,要确保焊接的稳定性和可靠性,避免焊接过程中温度过高引起元器件的损坏。

6.防止静电和耐受静电:PCB制作和使用过程中需要注意防止静电产生和传导,以避免对电子元器件的损坏。

在处理PCB和元器件时,应采取适当的防静电措施,例如穿戴防静电服、使用防静电垫和手套等。

7.尽量减小电路板的大小和层数:在进行PCB设计时,应尽量减小电路板的大小和层数,以减少PCB的成本和制作难度,同时还能提高电路的稳定性和可靠性。

8.合理规划供电与接地:在PCB设计中,应合理规划供电和接地,确保电路板上各个部分的供电和接地连接正常,以减少供电和接地的干扰和噪声。

9.做好散热措施:对于有发热元器件的PCB,应做好散热措施,以确保元器件的正常工作温度。

PCB布局设计技巧及注意事项

PCB布局设计技巧及注意事项

PCB布局设计技巧及注意事项1.充分了解电路需求:在进行PCB布局设计之前,必须充分了解电路的功能需求、工作频率、电流和电压要求等。

2.分割电路区域:将电路划分成功能区域,以便更好地进行布局设计和进行信号分离。

比较大功率的模拟和数字电路应该互相分离,以避免相互干扰。

3.保持短信号路径:尽量保持信号路径的短,以减小信号传输延迟和电磁干扰。

特别是在高频电路中,短信号路径对保持信号完整性非常重要。

4.地线和电源线的布局:电源和地线是电路中非常重要的部分,它们的布局应该合理。

可以通过使用地平面、分层布线和电源滤波器等方法来提高电源和地线的性能。

5.优化电路排列:将经常交互的电路或元件放置在附近,以减小信号传输路径。

高频电路应尽量避免靠近噪声源,如开关电源和变压器等。

6.尽量避免环路:在PCB布局设计中,尽量避免形成环路,因为环路会引起干扰和电流循环,从而影响电路性能和可靠性。

7.地区分隔和隔离:将不同的电路区域进行分离和隔离,特别是模拟和数字电路之间,可以通过地隔离带、插入电源和电容隔离等方法,减小相互干扰。

8. 适当使用综合接地层:适当使用综合接地层(Ground Plane)可以大大减小电磁干扰和电容耦合。

综合接地层可以用来连接地线,同时还提供了屏蔽主板的作用。

9.选择合适的布线宽度:布线宽度对电流容量有很大影响,它不仅会影响信号传输的质量,还会影响电路的热分布。

因此,根据电流和信号频率等要求选择合适的布线宽度。

10.避免串扰和干扰:在高密度布局的电路中,串扰和干扰是常见问题,需要采取措施来减小它们的影响。

例如,使用屏蔽罩、距离间隔和交错布线等方法。

11.考虑热量分布:在布局设计时,需要考虑热量的分布和散热问题。

比如,高功率器件或集成电路应该离散热器件或散热器较近,以便快速散热。

12.进行仿真验证:在完成PCB布局设计之前,可以使用PCB设计软件进行仿真验证,以确保电路性能和信号完整性。

对于高频电路的布局设计,可以进行高频仿真和信号完整性分析等。

PCB设计基本概念以及注意事项

PCB设计基本概念以及注意事项

PCB设计基本概念以及注意事项PCB(Printed Circuit Board)即印刷电路板,是一种将电子元器件进行布局与连接的基础材料。

在电子产品的开发与制造过程中,PCB设计是一个非常重要的环节。

下面将对PCB设计的基本概念和注意事项进行详细介绍。

1.布局:PCB设计的第一步是进行电子元器件的布局,即确定元器件在电路板上的位置。

在进行布局时,需要考虑电器元件的相互关系,以及尽可能的减少导线的长度和穿孔的数量。

合理的布局可以提高电路的稳定性和性能。

2.焊盘和引脚:每个电子元件都有与电路板连接的引脚,这些引脚通过焊盘与电路板进行连接。

焊盘的大小、形状和排列应根据元器件的尺寸和布局进行设计,以确保焊接的质量和连接的可靠性。

3.连接走线:在布局和焊盘设置完成后,需要进行走线设计,即将各个元器件之间的连接线路进行规划。

在进行走线时,需要考虑信号传输的长度、走线的宽度、走线的层数等因素,以保证信号传输的稳定性和性能。

4.电源和地线:电源线和地线是PCB设计中非常重要的部分。

电源线用于提供电力,而地线则用于接受多余的电流。

在进行电源和地线的走线设计时,需要保证电源线和地线的宽度足够,以减小电流的阻抗和电压下降。

5.层次结构:大型复杂的PCB可以采用多层设计,即将电路板划分为多个层次。

层次结构的设计可以提高布局的灵活性和信号的隔离性,同时减小电磁干扰和射频泄漏的风险。

1.尺寸限制:在进行PCB设计时,需要根据实际需求和设备尺寸的限制,适当控制电路板的尺寸。

过小的尺寸可能会导致布局不合理,影响电路的稳定性和性能。

2.适当使用电容器:为了提高电路的稳定性和性能,需要适当使用电容器。

在布局和走线时,需要考虑电容器的位置和引脚连接,以确保电容器的正常工作。

3.防止电磁干扰:电子产品常常会遭受到来自外部的电磁干扰。

为了减小电磁干扰的影响,需要采取一些措施,如使用屏蔽罩、保持走线的平衡和合理设置地线等。

4.热量分散:电子元器件在工作过程中会产生热量,如果不能有效地分散热量,会影响电路的功能和寿命。

【干货】USB接口的PCB设计要点

【干货】USB接口的PCB设计要点

【干货】USB 接口的PCB 设计要点
1、定义
通用串行总线(英语:Universal Serial Bus,缩写:USB)是连接计算机系统与外部设备的一种串口总线标准,也是一种输入输出接口的技术规范,
被广泛地应用于个人电脑和移动设备等信息通讯产品,并扩展至摄影器材、
数字电视(机顶盒)、游戏机等其它相关领域。

最新一代是USB 3.1,传输速度为10Gbit/s,三段式电压5V/12V/20V,最大供电100W ,新型Type C 插型不再分正反,如图1 所示,展示了几种常用的USB 接口实物,这类型
USB 接口广泛应用于MID 的产品中。

图1 常用USB 接口
常用USB 有如下两种不同的定义,如表1 所示,根据需要选取相应类型
的USB。

表1 USB 管脚定义
2 USB 接口布局布线要求。

PCB设计注意事项

PCB设计注意事项

PCB设计注意事项在进行PCB设计时,有一些重要的注意事项需要考虑。

以下是一些重要的事项,以确保PCB设计的成功和可靠性。

1.尽早规划和设计:在开始PCB设计之前,先进行详细的规划和设计,确定电路板的布局和连接方式。

这包括确定电路板的尺寸、组件的安装位置、信号和电源线路的布线等。

这样可以避免后期的设计冲突和问题。

2.组件布局:合理的组件布局对于电路性能和散热效果都非常重要。

布局时应考虑到信号传输的路径和干扰源,将可能产生干扰的组件(如放大器、高频部分等)远离接口和敏感部分。

同时,应保留足够的空间来进行布线和散热。

3.引脚分配:正确的引脚分配可以简化布线,并提高电路板的可靠性和可维护性。

应根据电路的连接方式和信号特性来分配引脚,将输入和输出引脚分开,并避免信号线的交叉和干扰。

4.电源和地线的布局:电源和地线是电路运行的基础,其布局应遵循短、粗、直的原则。

电源线应尽量短且足够粗,以降低线路的电阻、电压降和电磁干扰。

同时,应为地线提供足够的宽度和面积,以确保良好的接地。

5.信号线和电源线的分离:为了防止信号线受到电源线的干扰,应尽量将它们分开布线,并保持足够的间距。

对于特别敏感的电路,可以使用屏蔽罩或差分信号来减少干扰。

6.去耦和滤波电容:在电路中添加适当的去耦电容和滤波电容可以减少电源噪声和干扰。

这些电容应尽量靠近需要去耦和滤波的元件,并且要考虑其合适的电容值和频率响应。

7.信号线的长度和匹配:对于高速数字电路和高频模拟电路,信号线的长度和匹配非常重要。

应尽量保持信号线的长度一致,并采取差分传输或阻抗匹配的措施,以避免信号退化和传输错误。

8.耐压和绝缘:PCB设计中需要考虑到电路中各个元件和线路的耐压和绝缘要求。

应根据电路要求选择适当的绝缘材料和间距,并在需要时添加绝缘层或保护层。

9.环境因素:PCB设计应考虑电路板在使用环境中的温度、湿度和振动等因素。

合理选择材料和元件,并采取适当的防护措施,以确保电路板在不同环境下的可靠性和稳定性。

设计一个USB电路板

设计一个USB电路板

设计一个USB电路板在 USB2.0 设计中,USB 差分 D+/ D- 工作于 480Mbps的高速模式,系统时钟可工作于 12 MHz、48 MHz 及 60 MHz,在硬件设计中属于高速设计部分,有许多方面需要特别注意,因为USB电缆容易形成单极天线,必须防止RF电流耦合到线缆上。

当设计一个USB 电路板时,需要重点关注D+/D-:高速差分信号,容易受到外界噪声的干扰,影响信号的传输质量。

供电信号VBUS:供电信号引脚上的电源纹波会对数据传输信号产生很大的干扰,因此必须经过滤波。

而且接地信号也要经过滤波,减少干扰。

对于大电流负载也要注意电压跌落。

PCB Latout 注意D+/D-等长控制:当工作在高速模式或者USB3.0速率时,需要保证D+/D-等长布线。

D+和D–走线的长度差异不应超过50 mil(1.25 mm),从而可以避免信号时滞并防止对交变电压产生影响D+和D–走线的长度要小于3 英寸(75 mm)。

推荐两条走线长度不大于1 英寸布线中,应将直角进行两次45°的弯曲或变成圆角(而不是90°的直角弯曲)阻抗控制:D+/D-差分布线,阻抗控制90Ω±10%No Stub(无支点):当增加测试点或一些器件时,尽量保证差分信号无支点,如下示意:完整参考平面:D+/D-阻抗实现需要完整参考平面,不能出现分裂参考平面。

如果不得以出现分离参考平面,需要连接跨接电容,如下示意:原理设计现在芯片集成度很高,USB_Host外围设计比较简单,如下示意:USB控制器信号:USB_PWR,DP,DM,USB_OC,USB_VBUS限流器件:RT9702,USB2.0规范负载从VBUS最高索取500mA电流,超过500mA会关断静电保护:SRV05 防止静电把连接器信号打坏,靠近USB接口放置磁珠L1/L2:消除电源信号上的高频噪声,增强抗抖动性能。

磁珠的电阻值介于47ohm至1000ohm之间(100MHz信号频率时),靠近连接器放置R157/R158:匹配电阻,防止信号过冲,阻值一般在10Ω-33Ω之间,靠近USB控制器放置CP1:大电容保证插拔瞬间或大数量数据传输时导致VBUS电压跌乱过大,靠近USB接口放置。

PCB设计与布局的注意事项

PCB设计与布局的注意事项

PCB设计与布局的注意事项PCB设计与布局是电子产品开发中非常重要的一环,它直接关系到电路的性能和可靠性。

在进行PCB设计与布局时,需要注意以下几个方面:1. 确定电路功能和性能要求:- 首先,需要明确电路的功能和性能要求。

这包括确定电路的操作频率、最大功耗、抗干扰能力等。

根据这些要求,确定电路的整体结构和分区。

2. 选择合适的PCB板材:- 不同的应用场景需要选择不同性能的PCB板材。

常见的PCB板材有FR-4、CEM-1、CEM-3等。

根据电路的工作环境和特殊要求,选择合适的板材,以确保电路的稳定性和可靠性。

3. 进行电路布局设计:- 电路布局设计是整个PCB设计过程中最重要的一步。

首先,需要根据电路的功能模块,将其划分为相应的区域。

然后,根据信号链和功率链的特性,将电路模块进行合理的布置。

- 在进行布局设计时,需要注意将功率电源模块与信号电源模块分开布置,以防止互相干扰。

同时,要保证信号传输路径尽可能短,减少电磁干扰的可能性。

4. 进行元器件布局:- 在元器件布局时,需要遵循一定的规则。

首先,要将传感器、执行器等干扰源与敏感信号的元器件相隔较远。

其次,要保证元器件之间的布局紧凑,减小电路的面积和体积。

此外,还需要注意散热元器件的布置,以确保其正常工作。

5. 进行信号与电源线的布线:- 在进行信号线和电源线的布线时,需要注意以下几个方面:- 尽量使用宽厚的线路,以降低电路的电阻和电感。

- 信号线和电源线的走向要尽量平行,避免交叉和相互干扰。

- 分类布线,将功率线与信号线分开布置,以减小互相干扰的可能性。

- 高频信号线要尽量短,以减小信号传输的延迟和损耗。

6. 进行地线和屏蔽的设计:- 在PCB设计中,地线的设计非常重要。

地线的布线应尽量宽厚,减小回路的电阻。

同时,要避免地线产生环形回流,可以使用星形接地方式。

- 如果电路中存在敏感信号,可以采用屏蔽的设计。

在布局时,将敏感信号线与其他线路分开,并采用金属屏蔽罩或者地线屏蔽等方式,减小外界干扰的影响。

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USB芯片的电路及PCB设计的重要注意事项版本:2D1、摘要本文主要针对以下因电路及PCB设计不佳而引起的故障现象进行分析和解答⑴、关于USB设备带电热插拔:(重要)用CH374、CH375设计的USB-HOST电路中,当某些USB设备带电插入时,工作不正常或者芯片发热⑵、关于设计3.3V的USB产品:用CH372、CH374、CH375、CH341等USB芯片设计3.3V电源电压的USB产品时需要注意的事项⑶、关于USB主从模式切换:用CH374、CH375设计的USB-HOST和USB-DEVICE产品中,如何识别并进行USB主从模式切换⑷、关于工作稳定性和抗干扰:(重要)用CH372、CH375、CH341等USB芯片设计的USB产品,如何提高可靠性和抗干扰能力2、USB设备带电热插拔2.1. 故障现象在使用CH375评估板的过程中,或者在自行设计的USB-HOST产品中,某些USB设备带电插入时:①导致CH375复位或者单片机复位(尤其是采用μP监控电路的单片机系统)②CH375或者单片机突然工作不正常,失去控制③CH375芯片的工作电流突然增大并且持续如此,时间长了芯片发热烫手甚至芯片损坏2.2. 原因分析USB支持动态带电插拔,以CH375评估板使用U盘为例。

由于U盘内部都有电源退耦电容,当U盘刚插入USB-HOST插座时,评估板必然要对其充电,由于瞬间充电电流很大(微秒级瞬间峰值可达几安培),所以导致主机端的电源电压VCC突降(用高速的数字存储示波器可以看出,越靠近USB插座的位置,电源电压降得越严重),这个电压突降过程可能只有几十微秒甚至几百纳秒,但是一旦被CH375或者uP监控电路检测到,就会被当作电源上电或者电源下电,从而有可能导致CH375和单片机被复位。

并且,由于U盘插入过程引起的电压突降是一种不确定的瞬时状态,例如几十纳秒的电压突降,所以有可能使CH375或者单片机不完全复位,从而工作不正常。

另外,由于CH375的V3引脚接有电容,在U盘插入过程中,如果CH375的VCC引脚的电源电压突降到2.5V以下,而CH375的V3引脚被其外接电容保持在3.5V以上,出现CH375的普通引脚电压超过电源引脚VCC的特殊情况,那么将容易导致CMOS电路CH375出现大电流闩锁,芯片发热,长时间还会损坏。

如果CH375的V3引脚不接电容,则不会出现大电流,V3引脚的电容用于内部电源节点退耦,改善USB传输过程中的EMI,通常容量是在4700pF到0.1uF范围,建议容量为0.01uF,即103电容。

由于有些USB设备内部的电源退耦电容较小,或者内部串有限流电阻或者电感,所以只有少数峰值电流较大的USB设备会在某些条件下出现上述现象,而且这种情形还与PCB中USB电源线的布线有关。

还有一种意外情况(不是设计原因)就是,USB插座或USB线损坏或者焊接原因导致USB信号线D+或D-与VCC之间短路、USB信号线D-与GND之间短路,这种情况会引起CH375芯片发热甚至损坏。

2.3. 解决方法(以下几种任选一种,或者多种并用更加可靠)最核心的一句话就是:在USB设备插拔的过程中,确保CH375和单片机的电源电压保持不变2.3.1. 给USB插座单独供电,使USB设备刚插上时的电容充电过程不影响单片机和CH375。

变通方法是,将5V主电源分别通过两个独立的限流电感后(或者在PCB中电源线分开走),一组提供给CH375和单片机等,另一组提供给USB插座。

注意,在电感后面应该有退耦电容或者负载,防止USB设备拔出时由电感产生过冲高电压。

这种方法更适合连接消耗电流较大的USB 外置硬盘。

2.3.2. 在USB 插座前串接限流电阻或电感,并在USB 插座电源上并联储能用的电解电容。

例如,在CH375评估板的原理图中,电容C23用于储能,电阻R1用于限制USB 设备刚插入时的瞬时电流,由于一般U 盘的正常工作电流只有几十毫安,所以串接几欧姆的电阻对其影响不大,建议电阻值在1Ω到10Ω之间,阻值大些更安全,但是要确保USB 设备正常工作时的电源电压大于4.5V 。

如果用电感也可以限制电流突变,防止电源电压突降,但是用电感在USB 设备拔出后,容易在USB 插座中产生过冲高压,所以需要接储能电容。

(注意,在第一版CH375评估板的原理图中已经标出USB 插座的限流电阻R1为1Ω,建议将其换为阻值5Ω的电阻或者保险电阻)2.3.3. 参考目前计算机的解决方法:USB 端口的电源供给是通过保险电阻或限流电感提供的,这些能够限制瞬时电流。

对于计算机前面板的USB 端口,由于本身通过一段较长的连接线,自然减弱了对主电源的影响,而且计算机的5V 电源功率很大,连续供电电流都在20A 以上,所以不易受影响。

2.4. 参考电路下面是作为USB 主机端处理USB 插座电源及信号的一些参考电路图,参考了一些计算机主板的做法,用于较为严格的应用环境,常规应用可以不必如此复杂,或者在此基础上进行简化。

2.4.1. 下图为较严格的设计图在USB 电源供给线中串接保险电阻或者自恢复保险丝F1,一般500mA 以下。

串联电感L1限制峰值电流,感抗在47uH 到200uH 之间,直流电阻应该不超过3欧姆。

在USB 插座的电源上并联独立的储能电容C16缓解电压瞬时下降。

在USB 信号线D+和D-上串接共扼电感T1,减少信号干扰。

右边是共扼电感样图,在一些计算机的主板中可以见到。

U13为μP 监控电路,为单片机和CH375提供可靠的上电复位。

U12为瞬变电压抑制器件/ESD 保护器件,内部一般为高速二极管阵列,在频繁带电插拔USB 设备的应用中和静电较强的环境下,建议使用此类器件保护CH375的USB 信号引脚,型号为NUP4301MR6T1或NUP2301MW6T1(引脚与图中不同)等,注意不能选用内有电阻的器件。

电容C14用于CH375电源退耦,实际电路还应该在U12和U13附近分别连接0.1uF 退耦电容。

该图适用于5V 电源电压,如果VCC 为3.3V ,那么应该将U1的9脚与28脚短路。

图中X1是有源晶振,频率为12MHz ,也可以用普通12MHz 的晶体及两个振荡电容实现。

2.4.2. 另外一种参考电路在USB 电源供给线中串接保险电阻R2,根据U 盘最大消耗电流选择限流,一般100mA 以下。

在USB 插座的电源上并联独立的储能电容C26缓解电压瞬时下降。

在USB 信号线D+和D-上串接电阻(0到5欧姆范围内),可选。

在USB 信号线D+和D-上并接高频二级管D21-D24,实现简单的ESD 保护,性能不如上图中专用IC 。

电容C25用于为CH375提供上电复位,性能不如上图中专用IC 。

该图适用于5V 电源电压,如果VCC 为3.3V ,那么应该将图中U2的9脚与28脚短路。

3、设计3.3V的USB产品CH372、CH374、CH375、CH341等USB芯片都支持5V电源电压和3.3V电源电压,当电源电压为3.3V 时除了以下几点要求之外,其它要求都与5V电源电压时完全相同。

①与USB芯片相连接的所有电路的电源电压都必须不高于3.3V例如μP监控电路、有源晶振、MCU单片机、SRAM等电源电压都必须为3.3V或者更低②USB芯片的VCC引脚与V3引脚应该短接,同时输入3.3V电源电压③用CH375设计USB-HOST产品时,提供给USB插座的电源应该仍然是符合USB规范的5V电源④如果使用瞬变电压抑制器件/ESD保护器件或者保护二极管,那么其正电压应该是3.3V4、USB主从模式切换如果使用一个CH375同时实现USB-HOST和USB-DEVICE主从两种USB通讯,那么单片机系统应该自行决定主从模式,主模式通常用于控制其它USB设备(例如读写U盘),从模式通常用于连接到计算机。

单片机决定当前主从模式可以依赖于下述4种方法之一:操作人员的选择、5针USB插座的ID信号、双USB 插座主从判断电路、单USB插座主从判断电路。

注意:单片机中的判断程序应该有去抖动处理。

4.1. 操作人员的选择比较容易实现。

例如,单片机使CH375芯片默认工作于主模式,当有USB设备插入时CH375会自动通知单片机然后处理;当单片机接收到操作人员的控制指令时,使CH375切换到从模式,以便作为USB设备与计算机通讯。

4.2. 用5针USB插座的ID信号是指使用OTG协议中的5针USB插座,向单片机提供一个额外的主从识别信号,由单片机判断后控制CH375切换工作模式。

4.3. 双USB插座主从判断电路如下,端口P4仅用于连接USB设备,端口P42仅用于连接计算机,两者不能同时使用。

空闲情况下,STATUS为低电平,单片机使CH375工作于主模式,当有USB设备插入P4时CH375会自动通知单片机然后处理。

当端口P42连接到计算机的USB端口时,计算机的USB提供5V电源使STATUS为高电平,所以单片机使CH375切换到从模式。

4.4. 单USB插座主从判断电路如下,空闲情况下,节点4V7的电压比USB插座的电源电压高,比较器U31输出STATUS为低电平,单片机使CH375工作于主模式,当有USB设备插入P3时CH375会自动通知单片机然后处理。

当P3连接到计算机的USB端口时,计算机的USB提供5V电源使USB插座的电源电压比节点4V7的电压高,比较器U31输出STATUS为高电平,所以单片机使CH375切换到从模式。

图中,电阻R3用于产生压差以便比较,D31和D32为压降在0.3V左右的肖特基二极管,型号不限,可选用1N5817或BAT54XV2T1(电流小于100mA)等,D32使节点4V7的电压低于计算机的USB电源电压,D31用于避免输出较大电流时电阻R3压降太大,Z1和Z2为两个性能相同的普通LED发光二级管,用于将输入共模比较电压降到比较器LM393可以接受的范围。

注意,作为USB主机端口,输出USB电源电压约为4.3V到4.8V,部分USB设备可能不适用。

5、工作稳定性和抗干扰因为USB信号属于模拟信号,所在CH372、CH375、CH341等USB芯片内部包含数字电路和一些模拟电路,另外,USB芯片中还包含时钟振荡及PLL倍频电路,以上3种电路的公共地端在芯片内部已经连接在一起并连接到芯片外部的GND引脚。

如果USB 芯片有时工作不正常、或者USB 数据传输随机性的失败、或者抗干扰能力差,那么就应该考虑USB 芯片是否稳定工作。

影响USB 芯片工作稳定性的三大因素是:① 时钟信号不稳定。

这是主要原因,下面将详细分析。

② 时钟信号受干扰。

解决方法:PCB 设计时尽量不在晶体及振荡电容附近走线,尤其是不要走继电器、电动机等带有瞬时冲击电流的电源线和强信号线;在晶体及振荡电容周边布置GND 铺铜屏蔽干扰;可以将晶体外壳接地(人手碰到晶体外壳会引入干扰);或者使用有源晶振等。

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