本发明涉及通信技术，更具体地，涉及一种usb信号的屏蔽装置和网络终端。
背景技术：
受到消费类电子器件不断增加分辨率和提高存储性能的推动，希望宽带互联网连接能够实现更宽的媒体应用，用户也需要更快速的传输性能，以简化下载、存储以及共享多媒体的大量内容。usb3.0在为消费者提供其所需的简易连接性方面起到了至关重要的作用。
随着智能家庭终端的发展，家用的无线路由器、网关等网络终端设备越来越多的需要配备usb3.0接口。然而，usb3.0在使用时，会在2.4g频段增加约20db的噪声，造成对2.4ghzism频段(industrialscientificmedicalband)的射频干扰。这种干扰会降低无线接收的灵敏度，进而缩减收讯范围，足以影响无线设备的正常使用，严重影响用户通过wifi无线上网的体验。实际上，usb3.0的扩频处理导致其频谱从0hz一直罩住到5ghz。经英特尔(intel)测量，干扰功率随频率增大而下降，在2.4g频段约有-60dbm，到5g频段只有-90dbm。因为usb3.0高频通讯所产生的噪声是一种宽频噪声，因此无法被过滤消除，而且刚好落在常用的2.4-2.5ghz的频段范围，成为wifi业界设计难点。
目前市面上带usb3.0接口的2.4ghzwifi网络终端采用的设计方案有以下几种类型：
第一种方案：未做特别设计，usb3.0使用时会干扰2.4ghz接收，严重影响无线上网体验。
第二种方案：宣称支持usb3.0，但实际的产品软件已禁掉此功能，实际是usb2.0速率；虽然没有了干扰，但影响用户usb使用体验。
第三种方案：通过降低usb3.0信号幅度和扩频方式，尽可能地减少对wifi的干扰，但对usb3.0性能来说，部分指标无法满足，存在品质风险；
第四种方案：专门做一个控制模块，通过检测wifi工作状态控制usb3.0的工作。这种方式设计复杂，成本高，不易产品化，且同频的干扰无法完全通过控制解决，属于是规避的方式，影响usb传输效果。
技术实现要素：
以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。
本发明实施例提供了一种usb信号的屏蔽装置，包括：cpu屏蔽模块，设置为屏蔽cpu及从所述cpu引出的usb表层走线和换层过孔发射的usb信号；及，接口屏蔽模块，设置为屏蔽usb接口及usb接口侧的usb表层走线、器件和换层过孔发射的usb信号。
本发明实施例的usb信号的屏蔽装置可有效屏蔽usb信号，例如屏蔽usb3.0及其后续标准的usb信号，且结构简单，成本低，易产品化，
本发明实施例还提供了一种网络终端，包括印制电路板、在印制电路板上安装的cpu和usb接口，所述网络终端还包括本发明实施例所述的usb信号的屏蔽装置。
本发明实施例的网络终端使用本发明实施例的usb信号的屏蔽装置，可以用于带usb3.0接口和2.4gwifi功能的家用网关、路由器等网络终端，基本消除usb3.0信号对2.4ghzwifi的干扰。
在阅读并理解了附图和详细描述后，可以明白其他方面。
附图说明
图1是本发明一示例性实施例usb信号的屏蔽装置的示意图；
图2是图1中cpu屏蔽模块相关部分的剖视图；
图3是图1中usb接口屏蔽模块相关部分的右侧图；
图4是本发明另一示例性实施例usb信号的屏蔽装置的结构图；
图5是图4中usb接口屏蔽模块的结构图，略去了密封件；
图6是图4中usb接口屏蔽模块的结构图，示出了密封件。
具体实施方式
本申请描述了多个实施例，但是该描述是示例性的，而不是限制性的，并且对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是，在本申请所描述的实施例包含的范围内可以有更多的实施例和实现方案。尽管在附图中示出了许多可能的特征组合，并在具体实施方式中进行了讨论，但是所公开的特征的许多其它组合方式也是可能的。除非特意加以限制的情况以外，任何实施例的任何特征或元件可以与任何其它实施例中的任何其他特征或元件结合使用，或可以替代任何其它实施例中的任何其他特征或元件。
对于带usb3.0接口和2.4gwifi功能的家用网关、路由器等网络终端来说，为了避免usb3.0信号对2.4ghzwifi的干扰，可以考虑对usb3.0接口座子做屏蔽处理。但是本发明的发明人经研究发现，对usb3.0接口座子做屏蔽处理，虽然可以有效避免usb接口部分的usb3.0信号的辐射，但由于未对usb3.0的源端即cpu处及usb出线做处理，整个产品的噪声干扰的降低有限。
为此，本发明实施例提供了一种usb信号的屏蔽装置，包括：
cpu屏蔽模块，设置为屏蔽cpu及从所述cpu引出的usb表层走线和换层过孔发射的usb信号；
接口屏蔽模块，设置为屏蔽usb接口及usb接口侧的usb表层走线、器件和换层过孔发射的usb信号。
在本发明一示例性实施例中，所述usb信号为usb3.0标准的usb信号即usb3.0信号。但另一示例性实施例中，usb信号也可以是usb3.0后续标准的usb信号，例如，随着usb发展，后续标准频率越来越高，有可能会对5ghz频段wifi形成干扰。当usb信号为usb3.0信号时，也意味着usb接口为usb3.0接口，usb走线为usb3.0走线。
在本发明一示例性实施例中，如图1和图2所示，cpu屏蔽模块包括第一金属屏蔽罩100，第一金属屏蔽罩100设置在印制电路板(pcb：printedcircuitboard)10上，且罩住cpu20及从cpu20引出的usb表层走线31和换层过孔33。
如图1和图2所示，网络终端的pcb板10上安装有cpu20，但cpu20的封装本身并不会屏蔽usb信号。usb差分线由cpu20引出后，需要从表层(top层)走线换到内层走线，图中从cpu引出的实线表示usb表层走线31，通过换层过孔33与实线相接的虚线表示usb内层走线32，换层过孔33用黑点表示。图2是图1中第一金属屏蔽罩100相关部分的剖视图，其中略去了usb走线部分。
开放空间的pcb板高速走线会向空间做电磁辐射，在阻抗不连续时例如换层过孔处，辐射会增大。本示例将usb表层走线和换层过孔全部放置在第一金属屏蔽罩100内，以尽可能的减少辐射。第一金属屏蔽罩100一方面可以屏蔽usb表层走线辐射的usb信号，另一方面可以屏蔽cpu芯片辐射的usb信号。cpu20表面和第一金属屏蔽罩100之间可以加上一导热垫以将cpu的热量导到第一金属屏蔽罩100上，还可以在第一金属屏蔽罩100上贴合一个散热片来增加散热。
第一金属屏蔽罩100与pcb板的接地层连接如焊接。第一金属屏蔽罩100尽量不要开槽，以免干扰信号泄露，在一示例中，第一金属屏蔽罩100为全封闭结构即未开槽，进出cpu20的走线在通过第一金属屏蔽罩100时需要进行内层和表层之间的转换。在另一示例中，第一金属屏蔽罩100的侧面设置有少量的开槽以方便走线，但槽的宽度小于二十分之一的usb信号波长，以减少干扰信号泄露。在实际实施过程中，二十分之一是最低要求，槽的宽度越小屏蔽效果越好，噪声信号的衰减越大。
图6所示的示例中，cpu屏蔽模块采用全封闭的第一金属屏蔽罩100，与图1不同的是，图6中cpu20和usb接口40设计在pcb板的不同表面上，因而用于罩住cpu20的第一金属屏蔽罩100与usb接口40也位于pcb的不同表面，而图1所示的示例中，cpu与usb接口在pcb板的同一表面上，第一金属屏蔽罩100与usb接口40也位于pcb的同一表面上。
在本发明一示例性实施例中，如图1和图3所示，当usb差分线(也称为usb走线)由内层换到表层以连接usb接口40时，会在表层有一段走线，用于增加usb信号的耦合电容或者增加静电释放(esd：electro-staticdischarge)保护器件，usb差分线的换层过孔以及表层走线需要被金属屏蔽罩罩住，此处的器件(如耦合电容)、usb表层走线到usb接口pin脚的焊接处都存在阻抗不连续，电磁辐射尤为严重。为此，本实施例的接口屏蔽模块包括第二金属屏蔽罩200和密封件300，第二金属屏蔽罩200设置在pcb板10上，且罩住usb接口40侧的usb表层走线34、器件(图中未示出)和换层过孔36，以及罩住usb接口40的一部分。换层过孔36用于连接usb表层走线34和usb内层走线35。
为了便于展示第二金属屏蔽罩200和usb接口40的结构，图5略去了密封件300，如图所示，因为第二金属屏蔽罩2需要为usb接口40留出开口，因而第二金属屏蔽罩200的一侧(图示的右侧)设置有开口，usb接口40从该开口伸出，在图示的示例中，usb接口40和第二金属屏蔽罩200之间留有间隙，具体地，可以在usb接口40的左、右、上三个方向留有与第二金属屏蔽罩200的装配间隙。然而，这会导致大量的usb信号从间隙中漏出，故需要加装密封件300。图3、图6示出了加装密封件300后的接口屏蔽模块。密封件300设置为将usb接口40和第二金属屏蔽罩200之间的间隙密封，以避免usb信号从间隙处向外泄露。
在一示例中，密封件300有多块，多块密封件300的两端分别贴粘在usb接口40和第二金属屏蔽罩200上，以密封usb接口40和第二金属屏蔽罩200之间的上部间隙、左侧间隙和右侧间隙。密封件300采用软质金属薄片、导电布或吸波材料。在图6所示的示例中，为方便生产操作，将金属铜箔事先切成3块即准备3块密封件，分别粘在第二金属屏蔽罩200和usb接口40之间的左、右、上三个连接处，对上述开口处第二金属屏蔽罩200和usb接口40之间的左侧间隙、上部间隙和下部间隙进行密封。在一示例中，3个铜箔是矩形形状，铜箔尺寸分别为13mm*10mm、13mm*10mm、24mm*10mm。但容易理解的是，铜箔的数量和形状都可以变化，只要这些铜箔与usb接口40、第二金属屏蔽罩200粘贴之后可以将各处空隙密封即可。而铜箔也可以用铝箔、导电布或吸波材料代替。
而铜箔也可以用导电布或吸波材料代替。
在本发明另一示例性实施例中，接口屏蔽模块包括第二金属屏蔽罩，第二金属屏蔽罩设置在pcb板上，且罩住usb接口侧的usb表层走线、器件和换层过孔，以及罩住usb接口的一部分，usb接口从第二金属屏蔽罩的一侧开口伸出，与上述示例不同的是，usb接口的金属座子除底面外均与第二金属屏蔽罩相互接触，此时不需要密封件300。
在本发明一示例性实施例中，第二金属屏蔽罩200与pcb板的接地层连接如焊接。第二金属屏蔽罩200除开口一侧外，尽量不要开槽，以免干扰信号泄露。在一示例中，第二金属屏蔽罩200除一侧开口外，其他侧面和顶部采用封闭结构即未开槽。如图5所示。如图6所示，接口屏蔽模块中的usb接口40的金属座子、第二金属屏蔽罩200和密封件300，三者连接形成一个导电屏蔽整体，可以有效防止usb信号外泄。但在另一示例中，第二金属屏蔽罩200除一侧开口外，其他侧面设置有开槽，但开槽的宽度小于二十分之一的usb信号波长。
在图示的示例中，usb接口40的金属座子为smt贴片类型，即采用表面贴装技术(smt：surfacemountedtechnology)安装，金属座子接地pin脚充分接地且接口座子下方铺完整地，以减少usb信号泄露。而在另一示例中，usb接口40的金属座子采用非smt安装，如插件式的usb接口。此时usb差分脚是穿过pcb板的所有层在背面焊接的，插脚会裸露到背面与空气接触，进行信号辐射。为此，本示例的屏蔽装置还包括在pcb板上设置的第三金属屏蔽罩，第三金属屏蔽罩采用全封闭结构，与usb接口的金属座子处于pcb板的不同侧，且罩住与usb接口相关的所有usb走线插脚。防止usb信号线插脚(阻抗不连续处)向外辐射干扰信号。
本发明实施例还提供了一种网络终端，包括印制电路板、在印制电路板上安装的cpu和usb接口，还包括如本发明任一实施例(包括示例)所述的usb信号的屏蔽装置。如图1所示的示例中，cpu屏蔽模块和接口屏蔽模块之间的usb走线均为内层走线。换层过孔及表层走线均在金属屏蔽罩内完成。
在一示例中，所述usb信号为usb3.0及其后续标准的usb信号，所述网络终端还包括通信频段与所述usb信号重叠的通信模块。上述网络终端例如可以是带usb3.0接口和2.4gwifi功能的家用网关、路由器等，但不局限于此。2.4ghz设备天线(如wifi、bt、zigbee等)需尽量远离usb3.0接口。
经对比实测，在外接usb3.0设备的情况下，本发明实施例的网络终端可改善wifi空口灵敏度10db以上。wifi空口灵敏度与不加usb3.0设备相比，仅恶化1db以内，几乎不影响2.4ghzwifi的正常工作。所有测试需要将usb3.0外接设备屏蔽处理，以避免usb3.0外接设备本身设计缺陷对本产品的影响。
本发明实施例通过在网络终端上设计usb屏蔽装置，可应用于家用网关、路由器等带有usb3.0接口的网络终端，基本消除usb3.0对2.4ghzwifi的干扰，且设计简单，成本低，易产品化。
在本公开的描述中，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。虽然本公开所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本公开而采用的实施方式，并非用以限定本公开。任何本公开所属领域内的技术人员，在不脱离本公开所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本公开的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
1.一种usb信号的屏蔽装置，其特征在于，包括：
cpu屏蔽模块，设置为屏蔽cpu及从所述cpu引出的usb表层走线和换层过孔发射的usb信号；
接口屏蔽模块，设置为屏蔽usb接口及usb接口侧的usb表层走线、器件和换层过孔发射的usb信号。
2.如权利要求1所述的屏蔽装置，其特征在于：
所述cpu屏蔽模块包括第一金属屏蔽罩，所述第一金属屏蔽罩设置在pcb板上且罩住所述cpu及从所述cpu引出的usb表层走线和换层过孔。
3.如权利要求2所述的屏蔽装置，其特征在于：
所述第一金属屏蔽罩为全封闭结构；或者
所述第一金属屏蔽罩的侧面设置有开槽，所述开槽的宽度小于二十分之一的usb信号波长。
4.如权利要求1或2或3所述的屏蔽装置，其特征在于：
所述接口屏蔽模块包括第二金属屏蔽罩和密封件，其中：
所述第二金属屏蔽罩设置在pcb板上，且罩住所述usb接口侧的usb表层走线、器件和换层过孔，以及罩住所述usb接口的一部分，所述usb接口从所述第二金属屏蔽罩的一侧开口伸出且两者之间留有间隙；
所述密封件设置为将所述usb接口和第二金属屏蔽罩之间的间隙密封。
5.如权利要求4所述的屏蔽装置，其特征在于：
所述密封件有多块，多块所述密封件的两端分别贴粘在所述usb接口和第二金属屏蔽罩上，以密封所述usb接口和第二金属屏蔽罩之间的上部间隙、左侧间隙和右侧间隙；所述密封件采用软质金属薄片、导电布或吸波材料。
6.如权利要求4所述的屏蔽装置，其特征在于：
所述第二金属屏蔽罩除一侧开口外，其他侧面和顶部采用封闭结构；或者
所述第二金属屏蔽罩除一侧开口外，其他侧面设置有开槽，所述开槽的宽度小于二十分之一的usb信号波长。
7.如权利要求1或2或3所述的屏蔽装置，其特征在于：
所述接口屏蔽模块包括第二金属屏蔽罩，所述第二金属屏蔽罩设置在pcb板上，且罩住所述usb接口侧的usb表层走线、器件和换层过孔，以及罩住所述usb接口的一部分，所述usb接口从所述第二金属屏蔽罩的一侧开口伸出，且所述usb接口的座子除底面外均与所述第二金属屏蔽罩相互接触。
8.如权利要求1或2或3所述的屏蔽装置，其特征在于：
所述usb接口的座子采用表面贴装技术smt安装；或者
所述usb接口的座子采用非smt安装，所述屏蔽装置还包括在pcb板上设置的第三金属屏蔽罩，所述第三金属屏蔽罩采用全封闭结构，与所述座子处于所述pcb板的不同侧且罩住与所述usb接口相关的所有usb走线插脚。
9.如权利要求1或2或3所述的屏蔽装置，其特征在于：
所述usb信号为usb3.0及其后续标准的usb信号。
10.一种网络终端，包括印制电路板、在印制电路板上安装的cpu和usb接口，其特征在于，还包括如权利要求1至9中任一项所述的usb信号的屏蔽装置。
11.如权利要求10所述的网络终端，其特征在于：
所述usb信号为usb3.0及其后续标准的usb信号，所述网络终端还包括通信频段与所述usb信号重叠的通信模块。
12.如权利要求10或11所述的网络终端，其特征在于：
所述cpu屏蔽模块和接口屏蔽模块之间的usb走线均为内层走线。
技术总结