Estructura de un conector usb 2.0 [duplicado]

La cubierta de metal alrededor de los conectores USB se llama "escudo".

El escudo tiene dos propósitos: (1) proteger de eventos ESD por aire y (2) proteger el ruido interno de alta frecuencia para que no se emita y cumplir con las normas de emisión para los niveles de EMI. Estos dos procesos tienen características eléctricas diferentes, por lo que el tratamiento de la conexión del blindaje debe tener un manejo algo más sofisticado que la simple puesta a tierra. También depende de si se trata de un dispositivo portátil o de un equipo estacionario.

(1) El evento ESD es un pulso de descarga único de alto voltaje de aproximadamente 50 ns de duración. El propósito del blindaje es interceptar el filamento de plasma y enrutar la corriente de descarga (10 A-50 A) aparte de la tierra de la señal en los pines de los circuitos integrados. Por lo tanto, la mejor manera es conectar a tierra el blindaje sólidamente al plano de tierra del sistema y al chasis.

(2) EMI: USB utiliza señalización de alta velocidad, que emplea frecuencias de conmutación internas de 480 MHz y armónicos más altos. Incluso si la señalización externa es diferencial sobre cables biaxiales blindados (que se supone que cancelan las emisiones directas), el funcionamiento interno de la electrónica digital y las corrientes de retorno desequilibradas crean el llamado "rebote de tierra". En esencia, la tierra de la señal digital en el dispositivo es ruidosa, rebota. Si el blindaje está conectado directamente a esta tierra, la malla conductora a lo largo de todo el cable USB emitirá como una buena antena. Por lo tanto, el blindaje debe desconectarse de la tierra digital.

Como se puede ver, estos requisitos son contradictorios. La solución de la industria es usar un circuito de desacoplamiento entre la cubierta del blindaje y la tierra de la señal. Diferentes fabricantes recomiendan soluciones ligeramente diferentes para este filtro. Buscar en Google algo como [blindaje EMI y protección ESD de interfaces de computadora] dará muchas recomendaciones, LC, RC, etc.

Mi preferencia es usar una tapa de cerámica de tamaño 0603 de 0,1 uF, con una resistencia de aproximadamente 330 ohmios para proporcionar una ruta galvánica. El filtro funciona con detalles específicos de este tamaño particular de tapas de cerámica. Estas tapas tienen una impedancia de tipo capacitivo a frecuencias de hasta 10-20 MHz (por lo que un pulso de 50 ns se acopla bien con el plano de tierra y se disipa en las fuentes de alimentación), pero a frecuencias superiores a 50 MHz se convierte en un inductor, por lo que proporciona una buena -acoplamiento de la pantalla del cable de la tierra digital ruidosa.

El blindaje metálico exterior del conector USB forma parte del blindaje o blindaje del cable. El cable tendrá una cubierta de alambre tejido que se conecta a las partes metálicas del conector O el cable tendrá una envoltura de lámina conductora que se entremezcla con un solo alambre desnudo que se conecta a la parte del blindaje del conector.

Cuando el cable se enchufa en el equipo de acoplamiento, el blindaje metálico del conector del cable hace contacto con el blindaje similar del conector del equipo. Los blindajes de los conectores del equipo están conectados al chasis o al sistema de tierra interno del producto. Uno de los propósitos de este sistema de conexión de blindaje es mantener los dos sistemas conectados al mismo potencial.

La mayoría de las veces, la conexión del blindaje del conector del equipo es al mismo nodo del circuito interno que el cable USB GND. A menudo se utiliza un diseño cuidadoso para organizar las cosas de modo que el blindaje desvíe las perturbaciones eléctricas externas, como las descargas electrostáticas (ESD), directamente al chasis en el camino más corto posible a una posible conexión de cable a tierra. Esta derivación intenta mantener la mayor cantidad posible de ESD de alto voltaje fuera del circuito interno donde podría causar daños a los componentes electrónicos.

Otro propósito del blindaje es ayudar a evitar que las señales de RF internas de los productos se emitan en el cable. A menudo es necesario colocar los protectores del conector USB del producto como parte de un sistema de contención de EMI para evitar que las fugas de RF excedan los límites legales.

El conector metálico exterior es el protector del conector USB. Protegerá los cables de EMI. Tenga en cuenta que el blindaje no debe servir como cable de conexión, es decir, solo debe conectarse a tierra por un extremo.