USB 数据线的布局有多重要/我的布局看起来如何?

电器工程 电路板 USB pcb设计 布局 微分
2022-01-05 00:08:20

我现在正在我的板上布置 USB 数据线,我只是想了解我的设计的效果如何。以下是详细信息:

  • 4 层板(从顶部开始:信号、接地、分离电源层、信号)
  • 内部铜是0.5oz,外部铜是1oz
  • 外部箔和芯之间的预浸料厚度为 7.8 密耳
  • 走线为 10 mil,差分对间距为 9.7 mil
  • MCU 引脚到并联电容的走线长度约为 0.23 英寸

我计划在我的设备外壳中安装一个密封的 USB 连接器。我选择的连接器有一个垂直接头排列,所以我将有一块板,我将连接器焊接到,然后在它和主板之间,会有一根跨接电缆。

至于差分阻抗,根据上述规格,我认为我应该落在 91 - 92 欧姆区域的某个地方。诚然,这些走线不会一直保持均匀间隔,因为它们在接触连接器之前会穿过并联电容和串联电阻……但我尽了最大努力。

这是迄今为止的电路板布局照片:

USB数据线布局

这看起来怎么样?这对走线之间的长度差异在 5 密耳以下。我担心的是可能会弄乱整个差分阻抗的事情……并且让电路板和连接器之间的跨接电缆搞砸了。

1个回答

假设你只使用 USB 低速或全速,你应该没问题。

通常,只有在长途(几英寸)或使用 USB-2.0 时才真正需要考虑布局。即便如此,USB 还是出奇的宽容。

  • USB 1.1 或 USB2.0 低速/全速

    • 你真的不用担心。有(可能是杜撰的)人们运行 USB2.0 低速50 英尺 CAT-5 线的故事。只要你的电线保持在几英寸或更少,我就不会担心。
    • 在低速/全速应用中,您需要担心的最快边缘是 12 Mhz。因此,您并没有真正接近确保您的走线/布线正确传输线/阻抗控制的重要性,至少只要您的整体非受控阻抗部分小于 6" .
    • 正如我所说,大多数 USB 控制器都非常能容忍超出规格的 USB 设备。如果这是用于生产的东西,我会努力正确地做到这一点(那里有一个人的主板,如果连接到它的任何东西与规范有微小的偏差,就会发出嘶嘶声),但是如果它只是一个测试板,我会说它只是整齐地布置,不用担心。
  • USB2.0 高速。

    • 在这里布局变得更加重要。USB2.0 High-Speed 的最大边缘速率为 480 Mhz。因此,即使是短迹线也开始接近数据的波长,因此适当的阻抗控制变得很重要。
    • 假设您的 EDA 封装具有适当的阻抗控制路由选项,只需将差分对阻抗设置为 ~90Ω,就可以了。小心确保你有一个连续的地平面,虽然
  • USB3.0

    • 所以你讨厌自己?