Cómo conectar blindajes USB/Ethernet al chasis o tierra digital

Puede o no estar pensando demasiado en esto, depende de cuál sea su aplicación y si tiene que pasar alguna inspección reglamentaria para un producto. La idea general es desviar el ESD a tierra a través del chasis y lejos de sus dispositivos electrónicos. Esto depende de si su recinto está aislado o no. Otra cosa a tener en cuenta es que también puede tener RF atravesando el escudo, y se debe considerar la RF si necesita construir un producto para pasar las pruebas de emisiones (los cables son excelentes antenas e incluso pueden ayudar a inducir rayos RF en su tablero) . Por ahora voy a hablar de ESD. Una buena referencia para todo lo relacionado con ESD y RF es este libro Ingeniería de compatibilidad electromagnética de Henry W. Ott. lo citaré

Entonces, ¿dónde deben conectarse los blindajes de los cables, los protectores de voltaje transitorio y los filtros de E/S cuando el producto está en una caja de plástico? Hay tres posibilidades de la siguiente manera:

1. Al plano de tierra del circuito (opción más pobre)
2. A un plano de tierra de E/S separado, como se explica en la Sec. 12.4.3
3. A una placa de metal grande separada agregada a la parte inferior del producto (la mejor opción)

En su caso, si ninguno de los cables va al exterior de un vehículo, no me preocuparía demasiado por RF. Si los cables no van a estar en contacto con las personas (enterrados en el tablero), tampoco me preocuparía demasiado. Si hay pasando por el medio al lado de la gente me preocuparía. Puede pensar en la tierra de su vehículo como si fuera tierra. El automóvil puede acumular una carga, pero también funciona como una jaula de Faraday, por lo que todo en el interior estará cerca de 0 (a excepción de algo como la cubierta del asiento que se ha cargado, cualquier metal conectado al chasis estará cerca de 0V (siendo 0v el voltaje con respecto al automóvil y no a tierra "Tierra")).

También he incluido una imagen para suprimir ESD en una caja de metal del mismo libro:

Conecte sus pines de protección a GND, luego pase un cable/correa de conexión a tierra desde su caja de metal a otra parte del vehículo que esté conectada a tierra para que tenga un lugar donde "descargar" el ruido. En la mayoría de los vehículos, casi todas las superficies metálicas están conectadas a tierra en el terminal (-) de la batería (a menos que tenga un vehículo que no funcione correctamente). Puede extraer tierra de un cable de tierra de radio, un soporte de montaje de chasis de metal, un miembro de marco cercano, etc.

Hay dos enfoques para este problema que tienen sentido:

1. Conecte la tierra del chasis y la tierra de la señal al chasis en muchos puntos, pero no los conecte entre sí.
2. Conecte la tierra del chasis al chasis y deje los otros orificios de montaje aislados , luego conecte la tierra del chasis a la señal de tierra en donde las señales cruzan la división del plano.

El enfoque 1 (su enfoque actual) proporciona una buena conexión de alta frecuencia (L baja), por lo que se usa en aplicaciones como placas base de computadora. Sin embargo, tiene un costo: puede permitir que las corrientes de baja frecuencia fluyan hacia la tierra de la señal desde el chasis, lo que provoca un problema de ruido debido al acoplamiento de impedancia común en la tierra de la señal.

El enfoque 2 elimina la posibilidad de bucles y acoplamiento de impedancia común, pero corre el riesgo de excitación del interior de su caja con el plano de tierra actuando como una antena de parche alimentada por el borde en RF, lo más indeseable, especialmente si tiene una caja que no se detiene. radiofrecuencia También se puede usar con cajas de plástico sin trabajo adicional: el enfoque 1 requiere que los tornillos de la placa se conecten a un plano de imagen actualizado o a un escudo interior para brindar continuidad, en ese caso.

En cuanto a las cajas de plástico frente a las de metal, una caja de metal puede proporcionar un buen blindaje EMI, pero debe diseñarse con un poco de cuidado para evitar antenas de ranura inadvertidas en las costuras mecánicas. Las cajas de plástico pueden tener un blindaje EMI diseñado en ellas o reacondicionadas con una capa de lámina interna; Sin embargo, si no se usa un escudo EMI general en una caja de plástico, lo mínimo que recomendaría es una lámina de metal en algún lugar de la caja para que sirva como plano de imagen. (Esto puede ser lo mismo que la placa de tierra ESD).