一、问题描述：
某行车记录仪有一个USB接口，塑料外壳。进行辐射骚扰测试时，该行车记录仪的USB传输模式测试超标，需要分析其辐射超标产生的原因，并给出相应的对策。辐射测试数据如下：
二、辐射源头分析：
USB接口能提供双向、实时数据传输，具有即插即用、可热插拔和价格低廉等优点，具有高达480Mb/s的传输速率。它的传输速率很高，周期信号及信号的谐波会通过传输电缆产生辐射骚扰。另外控制芯片和接口芯片在产生信号时，芯片的地与电源之间也会随信号的摆动，产生噪声。
三、处理措施：
1、采用屏蔽的USB连接线；
2、在USB信号线上串联90R共模滤波器；
3、外USB驱动芯片的电源引脚增加1000PF的电源去耦电容，并在PCB布局上靠近电源引
脚放置。
四、处理完后测试数据
五、思考与启示
为了尽可能在设计早期就考虑USB的EMC问题，现对USB端口EMC设计做如下总结：
(一）电路设计
1、电路滤波设计要点：
（1）L17为共模滤波器，用于滤除差分信号上的共模干扰；阻抗选择范围为60Ω/100MHz
~120Ω/100MHz，典型值选取90Ω/100MHz。
（2）FB13为滤波磁珠，用于滤除为电源上的干扰；滤除电源上的干扰；FB13磁珠阻抗范围
为100Ω/100MHz ~1000Ω/100MHz，典型值选取600Ω/100MHz ；磁珠在选取时通流量
应符合电路电流的要求，磁珠推荐使用大电流磁珠；
（3）C1、C2为电源滤波电容，C1、C2两个电容在取值时要相差100倍；典型值为10UF、
0.1UF，小电容用于滤除电源上的高频干扰，大电容用于滤除电源上的纹波干扰；
（4）FB8为接口地和数字地之间的跨接电容或磁珠，典型取值为1000pF或600R磁珠，它
可根据测试情况进行调整；
2、电路防护设计要点
（1）ED11、ED12、ESD13和ED14组成USB接口防护电路，能快速泄放静电干扰，防止在热
拔插过程产生的大量干扰能量对电路进行冲击，导致内部电路工作异常。ED11、ED12、
ED13、ED14选用TVS，TVS反向关断电压为5V；TVS管的结电容对信号传输频率有一
定的影响，USB2.0TV电容要求小于5pF。
（二）PCB走线设计要点
USB差分对走线要求
1、USB2.O芯片放置在离地层最近的信号层,并尽量靠近USB插座,缩短差分线走线距离。
2、差分线上不应加磁珠或者电容等滤波措施,否则会严重影响差分线的阻抗。
3、如果USB2.O接口芯片需串联端电阻或者D线接上拉电阻时,务必将这些电阻尽可能
的靠近芯片放置。
4、将USB2.O差分信号线布在离地层最近的信号层。
5、在绘制PCB板上其他信号线之前,应完成USB2.0差分线和其他差分线的布线。
6、保持USB2.O差分线下端地层完整性,如果分割差分线下端的地层,会造成差分线阻
抗的不连续性，并会增加外部噪声对差分线的影响。
7、在USB2.0差分线的布线过程中,应避免在差分线上放置过孔(via),过孔会造成差分
线阻抗失调。如果必须要通过放置过孔才能完成差分线的布线,那么应尽量使用小尺
寸的过孔,并保持USB2.0差分线在一个信号层上。
8、保证差分线的线间距在走线过程中的一致性，差分线要尽量等长，如果两根线长度
相差较大时，可以绘制蛇行线增加短线长度。
9、在绘制差分线的过程中，使用45°弯角或圆弧弯角来代替90°弯角，并尽量在差
分线周围的150mil范围内不要走其他的信号线，特别是边沿比较陡峭的数字信号
线更加要注意其走线不能影响USB差分线。
在绘制USB电源线、信号地和保护地时，应注意以下几点：
1、USB插座的1、2、3、4 脚应在信号地的包围范围内，而不是在保护地的包围范
围内。
2、USB差分信号线和其他信号线在走线的时候不应与保护地层出现交叠。
3、电源层和信号地层在覆铜的时候要注意不应与保护地层出现交叠。
4、电源层要比信号地层内缩20D，D 为电源层与信号地层之间的距离。
5、如果差分线所在层的信号地需要大面积覆铜，注意信号地与差分线之间要保证
35mil以上的间距，以免覆铜后降低差分线的阻抗。
6、在其他信号层可以放置一些具有信号地属性的过孔，增加信号地的连接性，缩短
信号电流回流路径。
7、在USB总线的电源线和PCB板的电源线上，可以加磁珠增加电源的抗干扰能力。
（三）线缆设计
屏蔽电缆的屏蔽层要求与金属连接器进行360°的搭接；搭接方式如上图。
五、总结
USB具有速度快、功耗低、支持即插即用、使用安装方便等特点，因此现带很多电子设备都会使用，而他的EMC问题，一直以来也都是工程师设计的难度之一。
