汽车电子硬件设计防电磁干扰设计学习整理3（连接器和插座）

当实现通孔插座（例如USB Standard-A）时，TI建议将高速差分信号连接到PCB底层的插座。 在PCB的底层上进行这些连接可防止通孔引脚充当传输路径中的短截线。 对于USB Micro-B和Micro-AB等表面安装插座，请在顶层进行高速差分信号连接。 在顶层进行这些连接可以消除传输路径中的过孔。 有关USB通孔插座连接的示例见下图。

通孔呈现出几何形状变化到轨迹的一小段，并且可能表现为电容性和/或电感性不连续。 这些不连续会导致反射和信号在通过过孔时的衰减。 减少总的通孔桩长度，以最大程度地减少通孔（以及相关的通孔桩）的负面影响。

因为较长的通孔桩会在较低的频率上产生谐振，并增加插入损耗，所以请使这些存根尽可能短。 在大多数情况下，通孔的残端部分比通孔的信号部分存在明显更多的信号衰减。 建议通过存根将其保持在15密耳以下。 较长的桩必须回钻（背钻孔）。

反向钻孔是一种PCB制造工艺，其中去除了通孔残端部分中不需要的导电镀层。 要进行反向钻削，请使用直径略大于用于创建原始通孔的钻头的钻头。 这就要求增加通孔的抗焊盘直径以适合钻头尺寸（对于那些将要去除的层），以确保不打孔而影响其他走线/平面。 当通孔过渡导致短截线超过15mils时，请对所得短截线进行回钻，以减少插入损耗并确保它们不会产生谐振。

通孔过渡可能是沿着走线的阻抗变化的重要来源。 还需要调整通孔在不同层上的抗焊盘尺寸，以确保将阻抗保持在统一的值。 防焊盘过大会导致感应效应并相应增加走线阻抗，而防焊盘过小会导致电容效应和整个走线阻抗下降。 此反焊盘指示的铜间隙必须在存在通孔的所有层上都达到，包括布线层和平面层。 连接到通孔桶的走线包含该区域内唯一允许的铜； 禁止使用无功能或未通过焊盘连接的端子。

有关通孔抗焊盘直径的示例，请参见下图。

如果在高速差分信号走线上需要使用通孔，请确保差分对的每个成员上的通孔数量相等，并且通孔之间的间距应尽可能相等。 重要的是要确保长度匹配的不同通道在线路上具有相同数量的通孔。 此外，设计人员在验证诸如对对偏斜之类的参数时，应考虑过孔的长度。

避免在高速信号走线上使用表面贴装器件（SMD），因为这些器件会引入不连续现象，这会对信号质量产生负面影响。 当信号走线上需要SMD（例如USB SuperSpeed发送交流耦合电容器）时，允许的最大组件尺寸为0603。TI强烈建议使用0402或更小尺寸。 在布局过程中将这些组件对称放置，以确保最佳信号质量并最小化反射。 有关正确和不正确的交流耦合电容器放置的示例，请参见下图。

避免在高速差分信号中引入弯曲。 当需要弯曲时，保持大于135°的弯曲角度，以确保弯曲尽可能松散。 有关高速信号弯曲规则的示例，请参见下图。

此外：

•ESD和EMI保护设备应尽可能靠近连接器放置。
•使任何不受保护的走线远离受保护的走线，以最小化EMI耦合。
•在ESD / EMI组件信号焊盘下方合并60％的空隙以减少损耗。
•将0402 0-Ω电阻用于共模滤波器（CMF）空载选项，因为较大的元件通常会带来比CMF本身更大的损耗。
•将所有需要的信号对交流耦合电容器放置在CMF的受保护侧，并尽可能靠近CMF。
•如果需要通孔过渡到CMF层，请确保通孔尽可能靠近CMF。
•交流耦合电容器+ CMF + ESD保护的总体布线应尽可能短，并尽可能靠近连接器。