USB3.0 ESD问题，为什么ESD不起作用？

longjiang_m · 发表于 2020-6-16 11:59:28

本帖最后由 longjiang_m 于 2020-6-16 19:55 编辑

做个摄像头使用的是usb3.0的端口，使用了ULC3304P10做了静电保护，但是还是遇到静电就死机，这是为什么啊？还有那么不对吗？路线是 usb接口外壳(电脑)->usb线->usb摄像头主板，测试点是usb接口外壳，esd处理位置是在usb摄像头主板上，貌似也啥毛病啊，usb外壳和usb线的编织网连接在了一起，也接主板的地线，难道应该把usb的编织网地线接个电阻接地吗？

单独做两个测试，使用的是usb2.0

找了块之前的小板子，如下

貌似这玩意一定作用也没有，他的作用仅仅是保证元器件不坏？可是手册不是这么说的啊！目前感觉这货一点用没有啊，感觉挂的更嗨了！

更新：换了个esd测试点死的更快，那就是电脑的电源线，直接打电脑电源线的地，死的好惨啊，秒死，看来还要解决一个电脑电源的问题，dell的电脑啊。。。好不给力啊

悲剧啊，遇到个尴尬问题，描述如下：

我们是整个设备，有个金属台车，台车上装电脑，电脑usb口接相机，esd释放位置是台车上螺丝，台车上有个公共接地端，电脑电源的地线和输入地线就接在了这儿，现在对台车的螺丝进行esd测试，相机秒死，比直接对usb口还用，这个是什么鬼？太尴尬了！

//19.52继续更新
我把dell的电源拆了，发现做了很好的ESD的处理，在电源入口做了放电pin，1M电阻PE电阻等都有，可是为什么直接在PE上接触6000v还是会影响usb口，导致设备死掉呢？是因为的地没处理好吗？可是还怎么处理呢？

aammoo · 发表于 2020-6-16 12:43:05

电阻并电容到地，具体值要测试，不合理会导致辐射超标

wye11083 · 发表于 2020-6-16 13:15:50

usb3本身就是不可靠的，我们前年就全部回退到2.0模式了。步子太大把蛋扯碎了。事实证明，1.5gbps的sata就能良好工作，线损和插损都相当低。用3.0设备总是会出现各种兼容性问题，跟主板不兼容，跟hub不兼容，主板不识别，传输频繁失败，设备频繁掉线，等等。

longjiang_m · 发表于 2020-6-16 13:58:40

aammoo 发表于 2020-6-16 12:43
电阻并电容到地，具体值要测试，不合理会导致辐射超标

现在我是在外壳地和数字地之间并了个3m的电阻，接了1000nf的电解电容，做6000v的接触的时候，还是会被弄死，本身usb也加了TVS，脑袋大了，实在想买不明白还有啥能搞的

longjiang_m · 发表于 2020-6-16 13:59:15

本帖最后由 longjiang_m 于 2020-6-16 14:02 编辑

wye11083 发表于 2020-6-16 13:15
usb3本身就是不可靠的，我们前年就全部回退到2.0模式了。步子太大把蛋扯碎了。事实证明，1.5gbps的sata就能 ...

没办法啊，我们是一个摄像头回传数据，想用usb2.0都不行哈，usb2.0的数据量不够

aammoo · 发表于 2020-6-16 14:21:51

longjiang_m 发表于 2020-6-16 13:58
现在我是在外壳地和数字地之间并了个3m的电阻，接了1000nf的电解电容，做6000v的接触的时候，还是会被弄 ...

用1M和100nF MLCC试试

longjiang_m · 发表于 2020-6-16 14:54:44

aammoo 发表于 2020-6-16 14:21
用1M和100nF MLCC试试

usb2.0给的是1m 4.7uf 250v，但是我手头没有，我一会焊个1m 4.7uf 和100uf试试去

longjiang_m · 发表于 2020-6-16 17:03:53

aammoo 发表于 2020-6-16 14:21
用1M和100nF MLCC试试

试验了一样死！没任何悬念的嘎嘣脆的死翘翘了

aammoo · 发表于 2020-6-16 21:58:58

有没有测过usb的眼图？会不会本身就已经垂死挣扎了。也可以换根好点的线试试

zchong · 发表于 2020-6-16 22:08:36

台车接地不行？

OOXX110 · 发表于 2020-6-17 08:46:57

还是地线的问题，换台电脑试试看。

womenhome · 发表于 2020-6-17 09:03:47

这个？

看人品吗？有时确实一把就过，有时调好久。

Mecono · 发表于 2020-6-17 09:08:49

USB外壳地和信号地隔离试一下，中间加1nf/2kv电容耦合

圈养的野马 · 发表于 2020-6-17 09:38:33

目前做的USB3.0还真没做过保护不晓得后面会出问题不哦

longjiang_m · 发表于 2020-6-17 10:01:25

aammoo 发表于 2020-6-16 21:58
有没有测过usb的眼图？会不会本身就已经垂死挣扎了。也可以换根好点的线试试 ...

没测过，感觉应该还好，线已经很好了，不过我基本知道为啥了，但是好像无解！

台车上的PE和电脑的PE是接在一起的，ESD的测试点就是台车螺丝，理论上实际和电脑没啥关系，静电应该直接就顺着PE走了，可是并没有，直接进入了整个电脑，我把电脑电源拆了看了一下，里面GND和PE也是隔开的，放点pin+1M的电阻，就是做成这样了还不行，我也无奈了！

后来测试，直接把电脑的PE给断开和台车PE不连接，直接打台车螺丝，还是不行。。。。我就有点懵逼了！

longjiang_m · 发表于 2020-6-17 10:03:45

zchong 发表于 2020-6-16 22:08
台车接地不行？

目前可能解释的应该是这个，但是台车的PE是直接螺丝拧在底板上，不应该不行
现状是：
台车上的PE和电脑的PE是接在一起的，ESD的测试点就是台车螺丝，理论上实际和电脑没啥关系，静电应该直接就顺着PE走了，可是并没有，直接进入了整个电脑，我把电脑电源拆了看了一下，里面GND和PE也是隔开的，放电pin+1M的电阻，就是做成这样了还不行，我也无奈了！

后来测试，直接把电脑的PE给断开和台车PE不连接，直接对台车螺丝，还是不行。。。。我就有点懵逼了！

longjiang_m · 发表于 2020-6-17 10:04:45

OOXX110 发表于 2020-6-17 08:46
还是地线的问题，换台电脑试试看。

送检的设备，不能随便换大件了，里面小打小闹的搞搞还行

longjiang_m · 发表于 2020-6-17 10:05:12

womenhome 发表于 2020-6-17 09:03
这个？

看人品吗？有时确实一把就过，有时调好久。

可能吧，可能我最近人品不好，nnd

longjiang_m · 发表于 2020-6-17 10:06:21

Mecono 发表于 2020-6-17 09:08
USB外壳地和信号地隔离试一下，中间加1nf/2kv电容耦合

这个不太好操作，用的是一体机，另外主板的usb口和gnd是连接的，怎么处理？gnd对pe有一个1m电阻+放电pin

longjiang_m · 发表于 2020-6-17 10:07:03

圈养的野马发表于 2020-6-17 09:38
目前做的USB3.0还真没做过保护不晓得后面会出问题不哦

保护他不坏实际容易，但是保护他不受干扰，就脑袋大了

jiespring · 发表于 2020-6-17 12:21:38

USB的ESD着实很奇怪
印象中，要选那种两头导通的线材，而且阻抗越低越好。

longjiang_m · 发表于 2020-6-17 22:08:10

jiespring 发表于 2020-6-17 12:21
USB的ESD着实很奇怪
印象中，要选那种两头导通的线材，而且阻抗越低越好。 ...

不都是两头导通吗？不导通怎么用？你说的是金属外壳对外壳吧?

jiespring · 发表于 2020-6-18 08:30:11

longjiang_m 发表于 2020-6-17 22:08
不都是两头导通吗？不导通怎么用？你说的是金属外壳对外壳吧?

有的万用表直接测不是导通的。
我们买过两头都是公头的USB3.0线材，测起来相差很大。

erlengzi · 发表于 2020-6-18 16:00:25

理论和实际还差很远啊，产品测试马虎不得

Codoox · 发表于 2020-6-18 16:13:52

从你的图看，USB外壳是直接跟信号地连在一起的，你打台车相当于直接打在USB信号地上了，可以考虑隔离一下。
对于静电问题，主要是直接干扰和耦合干扰。
1，对于直接干扰，接地很关键，接地接好了成功一半，让静电从地上流走，不经过敏感电路。
2，对于耦合干扰，USB走线，USB的屏蔽不良，信号质量差，都会造成抗干扰能力下降。
3，USB没有恢复机制，设计时需要考虑到中断后的恢复，利用外部复位等手段。
总之就三个手段，接地，屏蔽，隔离
EMC问题是系统问题，把整个产品照片放出来，更利于提出针对性的建议

Codoox · 发表于 2020-6-18 16:33:23

还有你这个转接板，没有控制阻抗，信号质量肯定好不了

longjiang_m · 发表于 2020-6-20 23:12:57

jiespring 发表于 2020-6-18 08:30
有的万用表直接测不是导通的。
我们买过两头都是公头的USB3.0线材，测起来相差很大。 ...

那是良心线材，应该给你加个1m电阻

longjiang_m · 发表于 2020-6-20 23:14:09

Codoox 发表于 2020-6-18 16:33
还有你这个转接板，没有控制阻抗，信号质量肯定好不了

我还是控制了一下的，只是没那么精细而已线是0.3mm间距0.2根据手册来的。。。。。

longjiang_m · 发表于 2020-6-20 23:14:46

Codoox 发表于 2020-6-18 16:13
从你的图看，USB外壳是直接跟信号地连在一起的，你打台车相当于直接打在USB信号地上了，可以考虑隔离一下。 ...

恩，我我画个图，现在图都分崩离析的

nokia007 · 发表于 2020-6-21 00:07:17

差分对走表层离usb座子外壳脚太近了。以前做的一款铁壳设备，复位线走在表层，靠近sff光模块，一打就复位，改版走内层好了。

chenjunpei · 发表于 2020-6-21 08:42:30

建议插接一个比较好的hub试试

longjiang_m · 发表于 2020-6-23 12:01:15

chenjunpei 发表于 2020-6-21 08:42
建议插接一个比较好的hub试试

hub根本都不灵，秒完蛋

ghhuang · 发表于 2020-6-23 12:26:58

longjiang_m 发表于 2020-6-23 12:01
hub根本都不灵，秒完蛋

那就是你本身的信号地就问题了，信号线，地，电源，你试着打一下USB外壳，如果死掉，那么做隔离，USB外壳与PE相连接（USB信号走线与外壳之间距离越远越好），信号地与PE之间加RC（1812以上，电容选X电容4n7左右）。如果打USB信号线死掉，加ESD器件，打的同时看浪涌波形，如果严重的话，信号线每走线7--10CM左右加一个ESD，一直加下去。ESD器件对浪涌路径会有一个有效半径。

longjiang_m · 发表于 2020-6-23 23:00:27

本帖最后由 longjiang_m 于 2020-6-23 23:03 编辑

ghhuang 发表于 2020-6-23 12:26
那就是你本身的信号地就问题了，信号线，地，电源，你试着打一下USB外壳，如果死掉，那么做隔离，USB外壳 ...

先说一下现实环境，这是一个usb摄像头，usb线材大约1.5m，这已经是尽力短了，不能再短，所以每隔7-10cm加一个esd不现实了，现在usb的外壳和PE是直接连接的，问题奇葩的是把usb插入电脑，打usb电脑端，随便打都没啥事情，但是打设备端的编织网瞬间完蛋（编织网和usb外壳连接），编织网通过个1M的电阻接主板GND 跨了一个4.7nf 50v的电容，把电阻拆掉，直接编织网接主板反而能够多坚持几次，电阻是用普通色环1/4w的，电容一个电解电容，我实在想不出来还哪儿有问题了，nnd！

现在给我最大感觉是，静电没有全部跑向Pe，还是跑向了GND，所以GND瞬间完蛋，我把usb信号线都断开，就留下了电源，打屏蔽网单片机还是会被受干扰，还是可能重启。。。。也就是说，是顺着电源过去了，可是我明明接地了啊！！懵逼啊

ghhuang · 发表于 2020-6-24 09:17:34

那明显确定是信号地和电源的问题，如果只是单纯USB摄像头产品，那就有可能与摄像头的IC有关系，你查一下IC能耐多少KV？
电源与地之间增加TVS之外。如果IC确实耐压不行那就看情况增加硬件复位电路。
另外你上图的板上ESD器件是否离插座太远？

longjiang_m · 发表于 2020-6-24 09:44:04

本帖最后由 longjiang_m 于 2020-6-24 15:23 编辑

ghhuang 发表于 2020-6-24 09:17
那明显确定是信号地和电源的问题，如果只是单纯USB摄像头产品，那就有可能与摄像头的IC有关系，你查一下IC ...

理论上肯定是信号地和电源之间出现了问题，usb摄像头不是我们自己生产的，是用的第三方的，所以摄像头的主板基本是动不了，只能想办法解决电源和地的问题！这个usb摄像头是通过电脑电源取电的，也就是用电脑的5v，我拆了电脑电源看了一下，电脑电源在GND和PE之间做了放电pin跨了一个1m的电阻，所以应该也可说做的到位，但是就是这样做esd，还是会把鼠标，键盘等外设干完蛋，只是他们能瞬间恢复，但是摄像头这玩意好像协议的问题决定了，没法瞬间恢复，这有点尴尬了！！所以只能想办法往死做中间链路的防静电，非常吐血！

现在另外一个问题就是，我把一条剪断的usb插入电脑，打这条线的屏蔽线，这条线的其他先能够明显有感觉，也就是根本没卸掉，我把电脑usb口插入了另外一条线，另外一条线的屏蔽层直接接PE了，也就是说等于两条线的编织网都直接接了PE，可是一打还是一个死，太娘的奇怪了！

另外图上板子我没用了，给拆了，感觉作用不大，或者说没用！

奇怪的问题，是有时候做esd的时候，usb口，外壳会对其他的线路放电，这个尴尬了！！usb口没的换啊！在电脑上！

//----尴尬的问题啊
我把单片机的数据线都拆了，单片机这个板自就留下了个电源，通过屏蔽网，屏蔽网直接接了电源GND，然后另外一段还是插电脑，测试点还是靠近单片机的端的屏蔽网，还是一打就死，心态有点崩了，这咋弄，貌似没东西可排除了！

longjiang_m · 发表于 2020-7-2 20:57:09

//我觉得应该回来更新一下这个问题，以后大家遇到这个坑也好躲一下

beijisnow · 发表于 2020-7-3 17:31:02

弄好了吗

朝霞漫天 · 发表于 2020-7-8 08:56:00

持续关注，目前也有类似的问题在解决，也是外购摄像头的

longjiang_m · 发表于 2020-7-11 19:07:42

beijisnow 发表于 2020-7-3 17:31
弄好了吗

现在弄好了，哈哈

朝霞漫天 · 发表于 2020-7-15 08:53:05

楼主怎么解决的，分享一下呗。。。

USB3.0 ESD问题，为什么ESD不起作用？

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