Cara Menghubungkan Perisai USB / Ethernet ke Chassis atau Digital Grounds

Saya memiliki PCB dengan beberapa konektor USB dan RJ-45 Ethernet di satu sisi. Saya cukup bingung bagaimana tepatnya saya seharusnya menghubungkan pin SHIELD pada mereka.

Ini untuk perangkat host yang akan berinteraksi dengan periferal. Ini disediakan tenaga 5V 10A yang diatur oleh PSU eksternal, dan dimaksudkan untuk digunakan di dalam kendaraan.

Saya telah menemukan pertanyaan ini ( Haruskah sasis ground dihubungkan ke digital ground? ) Bersama dengan orang lain yang agak membantu saya, tapi saya masih bingung. Jawaban yang diterima mengatakan bahwa menggunakan lubang pemasangan, tapi saya tidak yakin apakah saya mengerti sepenuhnya. Saya tidak yakin apakah lubang pemasangan menghubungkan sasis / alasan digital secara langsung atau apakah mereka hanya terhubung ke penutup logam. Saya mengasumsikan nanti.

Yang lebih membingungkan: Bagaimana jika saya ingin menggunakan kandang plastik? Saya lebih suka plastik, tapi saya berasumsi logam akan melindunginya lebih baik terhadap EMI di dalam kendaraan.

Berikut adalah contoh ( sangat sederhana) dari tata letak saya saat ini.

Dan skematis (untuk berjaga-jaga, tidak benar-benar berguna)

• Pin perisai terhubung ke pesawat CHASSIS yang diisolasi dari GND digital . Housing fisik untuk konektor juga harus menyentuh penutup logam juga.
• The CHASSIS Pesawat terhubung ke kandang logam melalui lubang pemasangan / sekrup.
• Catu daya GND terhubung ke penutup logam melalui lubang pemasangan kiri bawah. Ini pada gilirannya menghubungkan GND ke CHASSIS melalui selungkup logam itu sendiri.

Apakah saya terlalu memikirkan ini? Haruskah saya menghubungkan pin perisai ke GND dan menyebutnya sehari?

Anda mungkin atau mungkin tidak terlalu memikirkan ini, itu tergantung pada apa aplikasi Anda, dan jika Anda harus melewati inspeksi peraturan untuk suatu produk. Gagasan umum adalah untuk mendorong ESD ke tanah melalui sasis dan jauh dari elektronik Anda. Ini tergantung pada apakah kandang Anda terisolasi atau tidak. Hal lain yang perlu diingat adalah Anda juga dapat memiliki RF yang berjalan melalui perisai, dan RF harus dipertimbangkan jika Anda perlu membangun produk untuk lulus pengujian emisi (kabel menghasilkan antena yang hebat, dan bahkan dapat membantu menginduksi petir RF ke papan Anda) . Untuk saat ini saya akan berbicara tentang ESD. Referensi yang baik untuk semua hal ESD dan RF adalah buku ini Teknik Kompatibilitas Elektromagnetik oleh Henry W. Ott. Saya akan mengutipnya

Jadi di mana pelindung kabel, pelindung tegangan transien, dan filter I / O dihubungkan ketika produk berada dalam selungkup plastik? Ada tiga kemungkinan sebagai berikut:

1. Ke bidang sirkuit tanah (pilihan termiskin)
2. Ke pesawat ground I / O terpisah seperti yang dibahas dalam Sec. 12.4.3
3. Ke pelat logam besar yang terpisah ditambahkan ke bagian bawah produk (pilihan terbaik)

Dalam kasus Anda jika tidak ada kabel di bagian luar kendaraan saya tidak akan terlalu khawatir tentang RF. Jika kabel tidak akan berhubungan dengan orang-orang (terkubur di dasbor) saya juga tidak akan terlalu khawatir. Jika ada melalui tengah di sebelah orang-orang saya akan khawatir. Anda bisa memikirkan tanah kendaraan Anda seperti tanah bumi. Mobil dapat mengumpulkan muatan tetapi juga berfungsi seperti sangkar faraday sehingga semua yang ada di dalam akan mendekati 0 (kecuali untuk sesuatu seperti penutup kursi yang telah diisi ulang, logam yang terhubung ke sasis akan mendekati 0V (0v sedang tegangan sehubungan dengan mobil dan bukan tanah "Bumi")).

Saya juga menyertakan gambar untuk menekan ESD dalam kotak logam dari buku yang sama:

Hubungkan pin perisai Anda ke GND, kemudian jalankan kabel ground / strap dari selungkup logam Anda ke sesuatu yang lain di dalam kendaraan yang terhubung ke ground sehingga Anda memiliki tempat untuk "membuang" kebisingan. Di sebagian besar kendaraan hampir setiap permukaan logam dihubungkan ke terminal (-) baterai (kecuali jika Anda memiliki kendaraan darat + miring). Anda dapat menarik tanah dari kawat radio gnd, braket pemasangan chasis logam, anggota bingkai terdekat, dll.

Ada dua pendekatan untuk masalah ini yang masuk akal:

1. Hubungkan ground sasis dan ground sinyal ke sasis di banyak titik, tetapi jangan sambungkan satu sama lain
2. Hubungkan ground sasis ke sasis, dan biarkan lubang pemasangan lainnya terisolasi , kemudian sambungkan ground sasis ke ground sinyal tempat sinyal melintasi pesawat terbelah.

Pendekatan 1 (pendekatan Anda saat ini) memberikan koneksi frekuensi tinggi yang baik (rendah-L), itulah sebabnya mengapa digunakan dalam aplikasi seperti motherboard komputer. Namun, hal itu memerlukan biaya - dapat memungkinkan arus frekuensi rendah mengalir ke ground sinyal dari sasis, yang kemudian menyebabkan masalah kebisingan karena kopling impedansi umum di ground sinyal.

Pendekatan 2 menghilangkan potensi loop dan kopling impedansi umum, tetapi berisiko eksitasi di dalam kotak Anda dengan bidang tanah yang bertindak sebagai antena patch edge-fed di RF - paling tidak diinginkan, terutama jika Anda memiliki kotak yang buruk dalam menghentikan RF. Ini juga dapat digunakan dengan kotak plastik tanpa kerja ekstra - pendekatan 1 membutuhkan sekrup papan untuk terhubung ke bidang gambar yang dipasang atau pelindung interior untuk memberikan kontinuitas, dalam hal ini.

Adapun kotak plastik vs logam - kotak logam dapat memberikan pelindung EMI yang baik, tetapi perlu dirancang dengan sedikit perhatian untuk menghindari antena slot yang tidak disengaja pada lapisan mekanis. Kotak plastik dapat memiliki pelindung EMI yang dirancang untuknya, atau dipasang menggunakan lapisan foil bagian dalam; jika keseluruhan perisai EMI tidak digunakan dalam kotak plastik, minimum yang saya sarankan adalah selembar logam di suatu tempat di dalam kotak untuk dijadikan sebagai bidang gambar. (Ini bisa sama dengan pelat tanah ESD.)