Protezione EMI / ESD per interfaccia USB?

Sono uno studente che sta realizzando una semplice scheda compatibile con Arduino simile al Pro Micro e ho intenzione di mettere un connettore USB sulla scheda.

Lo schema nel link sopra non mostra alcun tipo di circuito di protezione EMI / ESD e non ne ho mai usato uno nelle schede precedenti che ho realizzato, ma questa volta ho fatto alcune ricerche e ho trovato che questo è raccomandato.

Sto leggendo una nota sull'applicazione Atmel che fornisce consigli per le interfacce USB e ha i seguenti:

Ci sono alcune domande simili qui, ma non sono ancora sicuro di alcune cose:

• Dovrebbero essere utilizzati diodi TVS o Zener? I diodi nell'applicazione Atmel mi sembrano diodi Zener, ma da quello che ho letto sembra che i diodi TVS sarebbero più appropriati?
• Quanto dovrebbe essere vicina la tensione di rottura dei diodi a 5 V?
• Quanto devono essere elevati i valori nominali di tensione dei diodi e del condensatore?
• Il SHIELDpin mostrato nello schema è il "piedino" di un connettore USB SMD (ovvero il case)?

Grazie per il tuo consiglio.

È necessario un array TVS specifico per l'applicazione USB con capacità sufficientemente bassa da non distorcere i segnali D + e D-. NXP ha anche una buona nota applicativa sull'argomento - anche la nota che hai citato la menziona (vedi pagina 5).

In sostanza, le normali matrici TVS hanno una capacità sufficiente per distorcere i bordi dei segnali D + e D, causando problemi con il test del diagramma oculare obbligatorio USBIF . Questa perdita di integrità del segnale può interferire con le comunicazioni ed è un modo sicuro per fallire la certificazione USB.

Molti fornitori commercializzano array TVS specifici per USB per la protezione ESD. Saranno classificati in modo appropriato - cioè non devi preoccuparti della tensione nominale ecc. - Prendi solo uno che è destinato per USB e dovresti essere OK.

Per quanto riguarda la connessione SHIELD, hai ragione: è l'involucro metallico del connettore e lo schermo intrecciato del cavo USB che lo collega, che è probabilmente riferito alla Terra protettiva da qualche parte sul lato PC delle cose. Per motivi EMI dovrebbe non essere direttamente legato alla connessione segnale GND, ma deve essere collegato attraverso alcuni impedenza. Ho visto entrambe le resistenze / condensatori paralleli (come hai mostrato) e le connessioni delle sfere di ferrite tra di loro.