USB差分对长度

电器工程 USB 高速 微分
2022-01-12 16:31:31

我正在路由使用 USB 连接的 PCB。差分对走线彼此相距 10 mil,长度相差约 1mm。会不会有问题?建议的最大长度差异和它们之间的最小距离是多少?

4个回答

虽然长度和阻抗都很重要,但 1 毫米的长度差异不会以任何方式影响您的系统性能,即使对于 USB-2.0 高速也是如此。

从 USB 规范:

7.1.3 电缆偏移
差分信号对(即 D+ 和 D- (TSKEW))之间的电缆引入的最大偏移必须小于 100 ps,并按照第 6.7 节所述进行测量。

假设一个完美的传播速度(即 C,光速),~2.99 cm 的差分长度将产生 100 ps 的偏斜。因此,1 mm 的走线长度差异不会成为问题。

补充:在真正的 PCB 上,您的信号传播速度比光速慢。对于带状线(内层),您将真空中的光速除以相对介电常数 (e_r) 的平方根。所以大约一半的速度。这意味着 100ps 更像是 15mm。对于外层,速度略高(约 10%)。

距离本身并不重要。重要的是带状线或微带线的阻抗。使用 CAD 软件中的任何计算器或在线计算 90 欧姆差分。阻抗取决于走线的间距和它们在地平面上方的高度。eeweb上有一个示例计算器

除非您使用的是 SuperSpeed USB 3.0,否则 1 毫米的差异很好。

USB 中差分对布线中最重要的因素是阻抗。这与长度无关,而是与迹线相对于彼此和电路板的几何形状有关。

关于 USB 的一个很好的参考是由 Intel 完成的:

高速 USB 设计指南

摘抄:

3.4 高速 USB 走线长度匹配

使用以下走线长度匹配指南。

高速 USB 信号对走线应与走线长度匹配。高速 USB 信号对(例如 DM1 和 DP1)之间的最大走线长度不匹配应不大于 150 mil。

根据以前的经验,USB 2.0 全速 (12Mbps) 可以承受 1 毫米的差异(我记得,这对于 USB-B 连接器的占用空间来说是必要的)。

2.0 High Speed 和 3.0 可能/将会有所不同/更有气质。