这样的USB布局布线,才是最正确的PCB设计方法!
USB,是英文Universal Serial Bus(通用串行总线)的缩写,是一个外部总线标准,用于规范电脑与外部设备的连接和通讯。是应用在PC领域的接口技术。USB接口支持设备的即插即用和热插拔功能。
USB在PCB设计的时候,我们应该注意什么呢,USB是一个差分线,我们就要以差分线的形式布线。它的差分阻抗一般是90欧姆,这是基本的特性。原创今日头条:卧龙会IT技术
先来说说这个阻抗
一,如果是双面板,USB布线要做阻抗的话,就必须运用共面阻抗,共面阻抗90欧姆,用POLAR软件计算结果如下
线宽是W1,W2的中间值14.9mil,
线距是S1=8mil,
两根差分线与同层边的的铜箔距离是D1=5mil,
铜厚是T1=1.4mil(也就是一盎司)
这样设计就能控制到90欧姆。
二,如果是多层板,线走在外层。那就是要有一个参考层,我们在POLOAR软件中就要用另一个模型如下
介质厚度H1=4mil,
线宽为w1,w2的中间值5.9mil,
线间距S1我们控制8mil,铜厚是1.4mil.
其它参数要看PCB板厂的,我们按默认来设吧。
这样可以计算出90欧姆,原创今日头条:卧龙会IT技术
三,如果是多层板里层,那我们就要利用POLAR中的另外一个模型,如下图
介质厚度H1=4mil,
介质厚度H2是无所谓的,一般会很厚,至少20mil,对于20mil以上对阻抗影响差别就不是很大了。
线宽是W1,W2中间值=4mil
线距=8mil
铜厚=1.4mil,也就是1盎司
再来说说这个布局布线方法
USB2.0 协议定义由两根差分信号线(D、D-)传输高速数字信号,最高的传输速率为 480 Mbps。差分信号线上的差分电压为 400 mV,理想的差分阻抗(Zdiff)为 90Ω。
在设计 PCB 板时,控制差分信号线的差分阻抗对高速数字信号的完整性是非常重要的,因为差分阻抗影响差分信号的眼图、信号带宽、信号抖动和信号线上的干扰电压。原创今日头条:卧龙会IT技术
USB一般中间有两个串联匹配电阻,如下图所示
这两个串联电阻应该放置在主芯片侧,因为串联匹配电阻应该是放在输出侧。布线时必须严格按前面提到的阻抗设计来布差分线。这样阻抗就会控制在90欧姆。
共面阻抗的话,在同一层都需要两面都有地,
多层板外层的话,相邻层必须有一个地层,也就是参考地。介质厚度就要照前面设计要求来定
多层板里层的话,也一样相邻层必须有一个参考地
还有一个重要的是,多层板的话,参考地必须完整的包围USB线,不能有分割。如下图所示
上面的是错的,图中红色的代表是地层的参考地,在USB路上分成了两个铜皮,中间被分割了。下面这幅红色框所示,在 USB下面参考地是一个完整的铜皮。
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原创:卧龙会 上尉Shonway
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