开门见山的说，就是一个USB设备设计的问题，我们使用的一个USB转CAN的模块。这个模块在使用过程中，如果没有什么干扰就能正常工作，但如果周围有电磁阀动作，接触器动作，就会死机。拆开看了几个个，PCB上有一个2011年的日期，那到现在差不多5年了，问题一直悬而未决。先上图看一下这个模块。部分地方做了遮挡，见谅。
40a17b12e620e59282dd44e338e8c7dfbefdf24e.png1050x734 92.4 KB 上图就是模块的实物图
干扰问题是提了很久了，利用空闲时间搜集了很多相关的资料，这是一个USB设备，就搜集USB设备设计的一些规范，接口设计，供电设计，防护设计等等。这些其实都是有行业规范，或者经典应用的。后来又咨询了一个做pc板卡的同学。从他那里学习到了很多非常有用的经验。然后，静下心来仔细的思考了一下。解决这个问题是有章可循的。
还记得在电磁兼容的课堂上，老师讲过电磁干扰的三要素是干扰源、敏感设备和耦合路径。根据当时的状况来看，干扰源就是几个大接触器，能过几百安电流接触器，敏感设备就是usb转can功能卡，耦合路径分析中有两个，一个是空气，一个是后级电路。干扰源是去不掉了，只有从敏感设备和耦合路径着手。敏感设备着手的话，解决方案就是更改设计，解决电磁兼容问题。从耦合路径解决，一是加个屏蔽罩，二是和后级电路隔离开。加屏蔽罩在我们的应用场合来说是不能满足要求的。后来的就把后级电路单独供电，原本有光耦隔离。实际验证改善不大。初步断定是接触器动作时辐射的电磁波通过空气传播到USB接口电路中，导致can死机。所以最终决定重新设计PCB以增强其抗干扰能力。
拆开can卡一看，有几个地方的设计是存在一定的问题的。首先差分线在布线时要设定差分对的，USB接口单片机的布线并不是差分对，其次并行线要走等长线的，板子上走的很随意。还有一个很容易忽略的，就是电源线走线，在设计中大家都很关注SI,而很多问题都是PI引起的。电源线走成了一个环路，封闭的环。这样的一个环就相当于一个线圈摆在那里，只要周围空间中有电磁波，这个线圈中就会有感应电动势，在电源没有磁珠的情况下这种感应电动势产生的干扰是很大的。上图看一下有干扰问题的板子
ab9ed15156f1b0de8e72713517ff09f0a860d95c.png864x500 579 KB 上图是易受干扰的板子
上图中黄色标出的是电源走线，是一个大圈。粉红标出的是USB差分走线，走的很随意。绿色标出的是并行走线。由于这个板子速率不算高，并行走线不等长也不会产生影响。
USB是差分信号，要解决干扰问题就要抑制共模干扰，解决方法就是加共模电感。选型时我选择了USB专用的共模电感ACM2012，很小的一个元件，0805封装的，但是有4个引脚。事实证明，这个是非常有效的。上图看一下，
上图就是今天要着重介绍的共模电感
上图是改进后的板子局部图
看一下这个元件在板子上的位置，L1就是它了。下面着重介绍一下这个元件， 以便大家以后遇到同样的问题有一个详细的参考。元件的全称是ACM2012-900-2P-T，名字中ACM是产品系列名称，2012表示尺寸长和宽，表示长2.0mm宽1.2mm 。900表示在100MHz的时候阻抗是90欧姆。2p表示2线的。T表示封装样式，此类共模电感有很多种，这里选择的是USB接口常用的，以后大家选型可以根据自己的需要选择。简单介绍一下共模电感。这些网上都可以搜到，为了大家阅读方便，写到这里吧。共模电感（Common modeChoke），也叫共模扼流圈，常用于电脑的开关电源中过滤共模的电磁干扰信号。在板卡设计中，共模电感也是起EMI（ElectroMagnetic Interference 电磁干扰）滤波的作用，用于抑制高速信号线产生的电磁波向外辐射发射。为什么共模电感能防EMI？共模电感工作原理是什么呢？要弄清楚这些问题，我们需要从共模电感的结构开始分析。上图看一下内部结构，
上图就是这个共模电感内部结构示意图
共模电感的滤波电路中，这两个线圈绕在同一铁芯上，匝数和相位都相同(绕制反向)。这样，当电路中的正常电流流经共模电感时，电流在同相位绕制的电感线圈中产生反向的磁场而相互抵消，此时正常信号电流主要受线圈电阻的影响(和少量因漏感造成的阻尼)；当有共模电流流经线圈时，由于共模电流的同向性，会在线圈内产生同向的磁场而增大线圈的感抗，使线圈表现为高阻抗，产生较强的阻尼效果，以此衰减共模电流，达到滤波的目的。
当然要解决某个问题，通常情况下不是单独一个元件就能够完美解决的，这其中还用到了ESD元件PRTR5V0U2X（图中D6），和磁珠PBY160808T-301Y-N (图中L3) 看一下这部分的原理图
be21be90e84f62da71677e95bed8b5439cd8ae6a.png864x306 119 KB 上图是USB接口部分的原理图
8a7fee7ec38328d7be46704db1e7a4d21c332c48.jpg990x742 84.9 KB 
27a42c980cf22325731f7a714792c3c4bd5894a3.png865x446 153 KB 
9b418242378d4fc7d0c491e36379c297d4d55742.png1350x678 466 KB 上图是Altium designer与实物对比图
2acc3e12793b81a73751bba4719e55e8e9245b77.jpg990x742 116 KB 上图是开板之前的验证一下尺寸的图
上图是焊接好的几块儿板子
板子改进了2次，第一版从7月14号测试到现在，第二版从8月9号测试到现在，之前的所出现的问题没有再次出现。问题基本上得到了解决。
最后，总结一下，做设计一定要规范，PCB布线也要按照相应的规则，电子工程专辑中有几篇文章都是介绍PCB布线的，总结的很好，在这里就不再赘述了。元件的选型很重要，尽量选择专用芯片，还有一点需要考虑，芯片选择一定要适用于自己的使用环境。很重要的一项就是多看数据手册，这点相信大家都有丰富的经验。此次实例中是解决干扰问题，同样的问题还有去耦电容旁路电容，电子工程专辑微信公众号里也有相关的内容，公众号几乎每天都看，都是不错的文章，建议大家也多看看。
紧赶慢赶终于把这篇文章写完了，有疏漏之处还请见谅。在之前做过的项目中还有很多相关的知识要和大家分享，这次就先分享到这里。后期再见！
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