ความยาวคู่ดิฟเฟอเรนเชียล USB

12

ฉันกำลังกำหนดเส้นทาง PCB ที่ใช้การเชื่อมต่อ USB ร่องรอยคู่ที่ต่างกันนั้นอยู่ห่างกัน 10 ไมล์และมีความยาวต่างกันประมาณ 1 มม. มันจะเป็นปัญหาหรือไม่? อะไรคือความแตกต่างสูงสุดที่แนะนำในความยาวและระยะห่างขั้นต่ำระหว่างพวกเขา

usb high-speed differential

— mFeinstein
แหล่งที่มา

1

คุณต้องการการสนับสนุนความเร็วใด

— Dave Tweed

1

ฉันเคยโพสต์สิ่งนี้มาก่อน แต่หาไม่เจอ โพสต์ในบล็อกนี้คุณสามารถหานาโนที่สองที่สามารถดาวน์โหลดได้ (ในสูญญากาศ): blog.jgc.org/2012/10/a-downloadable-nanosecond.html หนึ่งนาโนวินาทีหมายถึง 1GHz

— jippie

USB 2.0 Full Speed หรือ High Speed?

— Turbo J

@TurboJ USB 2.0 Full Speed

— mFeinstein

นานแค่ไหนมีร่องรอย? ถ้าสั้นมากคุณไม่จำเป็นต้องกังวลเกี่ยวกับอิมพีแดนซ์หรือจับคู่อะไรเลย กฎง่ายๆคือถ้าความยาวคลื่น (ช่วงเวลา) ของบิตยาวกว่าการติดตามของคุณ 12x ดังนั้นคุณไม่จำเป็นต้องกังวลเกี่ยวกับสิ่งใด

— Michael Fox

20

ในขณะที่ความยาวและความต้านทานมีความสำคัญความยาว 1 มม. จะไม่ส่งผลต่อประสิทธิภาพของระบบของคุณ แต่อย่างใดแม้กระทั่ง usb-2.0 ความเร็วสูง

จากสเป็ค USB:

7.1.3 Cable Skew
ความเอียงสูงสุดของสายเคเบิลระหว่างคู่สัญญาณที่แตกต่างกัน (เช่น D + และ D- (TSKEW)) ต้องน้อยกว่า 100 ps และวัดตามที่อธิบายไว้ในส่วนที่ 6.7

สมมติว่าความเร็วการแพร่กระจายที่สมบูรณ์แบบ (เช่น C, ความเร็วของแสง), ความยาวแตกต่างของ ~ 2.99 ซม. จะทำให้เอียง 100 ps ดังนั้นความแตกต่างความยาวการติดตาม 1 มม. ของคุณจึงไม่เป็นปัญหา

เพิ่มเติม: บน PCB จริงสัญญาณของคุณเดินทางช้ากว่าความเร็วแสง สำหรับ stripline (เลเยอร์ชั้นใน) คุณแบ่งความเร็วของแสงในสุญญากาศด้วยสแควร์รูทของค่าคงที่ไดอิเล็กตริกสัมพัทธ์ (e_r) ดังนั้นความเร็วครึ่งหนึ่ง ซึ่งหมายความว่า 100ps นั้นเหมือน 15 มม. สำหรับเลเยอร์ด้านนอกความเร็วจะสูงขึ้นเล็กน้อย (ประมาณ 10%)

— คอนเนอร์ Wolf
แหล่งที่มา

เพิ่มบิตเกี่ยวกับความเร็วการแพร่กระจายบน PCB จริง

— Rolf Ostergaard

1

@RolfOstergaard - นั่นควรจะเป็นคำตอบของคุณเองไม่ใช่การแก้ไข

— Chris Stratton

@ChrisStratton เอาล่ะ ... ConnorWolf ชนะฉันเมื่อเขาได้รับคำตอบที่ถูกต้องแล้ว ดังนั้นสิ่งที่ดีที่สุดที่ฉันสามารถทำได้คือทำให้มันมีประโยชน์มากขึ้นสำหรับพวกเราที่ไม่ได้อยู่ในสุญญากาศ :-) หวังว่ามันจะโอเค?

— Rolf Ostergaard

1

ไม่มันไม่ใช่. คุณไม่ต้องใช้การแก้ไขเพื่อแทรกแนวคิดที่แตกต่างของคุณเองลงในคำตอบที่ได้รับการยอมรับอย่างสูงของผู้อื่น หากคุณต้องการชี้ปัญหาเกี่ยวกับคำตอบให้คุณทำในความคิดเห็น หรือคุณโพสต์ทางเลือกของคุณเองซึ่งได้รับการประเมินแยกต่างหากกับการลงคะแนนของตัวเอง

— Chris Stratton

ความจริงแล้วมันไม่ได้รบกวนฉันมากนัก แต่แล้วฉันคิดว่าฉันเป็นคนที่ได้ประโยชน์สูงสุดจากมัน ฉันน่าจะได้ทำการค้นหาความเร็วการแพร่กระจายของ PCB จริงในคำตอบเดิมของฉัน

— Connor Wolf

5

มันไม่ใช่ระยะทางต่อเรื่องนั้น มันเป็นความต้านทานของแถบเส้นหรือ microstrip ที่มีความสำคัญ ใช้เครื่องคิดเลขในซอฟต์แวร์ CAD หรือออนไลน์เพื่อรับส่วนต่าง 90 โอห์ม ความต้านทานขึ้นอยู่กับระยะห่างของร่องรอยและความสูงเหนือระนาบพื้น เครื่องคิดเลขตัวอย่างอยู่ในeeweb

ความแตกต่าง 1 มม. ถือว่าใช้ได้เว้นแต่คุณจะใช้ SuperSpeed USB 3.0

— ไบรอันคาร์ลตัน
แหล่งที่มา

คุณรู้วิธีการทำใน Altium หรือไม่?

— mFeinstein

1

@mFeinstein - ระบุคู่ D + / D- เป็นเส้นที่แตกต่างในแผนผังและในตัวแก้ไข PCB ตั้งกฎสำหรับคู่ที่แตกต่างกัน คุณสามารถระบุระยะทางที่ไม่ จำกัด สูงสุดความต้านทานระบุและความยาวสูงสุด

— Connor Wolf

1

@mFeinstein - เอกสารประกอบของ Altium เกี่ยวกับเส้นทางการกระจาย

— Connor Wolf

3

ปัจจัยที่สำคัญที่สุดในการกำหนดเส้นทางของคู่ diff ใน USB คืออิมพีแดนซ์ นี่ไม่เกี่ยวข้องกับความยาว แต่เกี่ยวกับเรขาคณิตของร่องรอยที่เคารพซึ่งกันและกันและกระดาน

การอ้างอิงที่ดีสำหรับสิ่งนี้สำหรับ USB ทำโดย Intel:

แนวทางการออกแบบ USB ความเร็วสูง

ข้อความที่ตัดตอนมา:

3.4 การจับคู่ความยาวติดตาม USB ความเร็วสูง

ใช้แนวทางการจับคู่ความยาวร่องรอยต่อไปนี้

การจับคู่สัญญาณ USB ความเร็วสูงควรมีความยาวการติดตามตรงกัน ความยาวไม่ตรงกันสูงสุดระหว่างคู่สัญญาณ USB ความเร็วสูง (เช่น DM1 และ DP1) ไม่ควรเกิน 150 mils

— Gustavo Litovsky
แหล่งที่มา

2

จากประสบการณ์ก่อนหน้านี้ความเร็ว USB 2.0 เต็ม (12Mbps) สามารถอยู่รอดได้ถึงความแตกต่าง 1 มม. (เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับรอยต่อตัวเชื่อมต่อ USB-B ตามที่ฉันจำได้)

2.0 ความเร็วสูงและ 3.0 อาจ / จะแตกต่าง / มีอารมณ์แปรปรวนมากขึ้น

— CoderTao
แหล่งที่มา