Chiều dài cặp vi sai USB

12

Tôi đang định tuyến PCB sử dụng kết nối USB. Các dấu vết của cặp vi sai cách nhau 10 triệu và chúng có chiều dài khác nhau khoảng 1mm. Nó sẽ là một vấn đề? Sự khác biệt tối đa được đề nghị về chiều dài và khoảng cách tối thiểu giữa chúng là gì?

usb high-speed differential

— mFeinstein
nguồn

1

Bạn cần hỗ trợ tốc độ nào?

— Dave Tweed

1

Tôi đã đăng bài này trước đây, nhưng không thể tìm thấy nó. Trong bài đăng trên blog này, bạn có thể tìm thấy nano giây có thể tải xuống (trong chân không): blog.jgc.org/2012/10/a-doadable-nanosecond.html . Một nano giây ngụ ý 1GHz.

— jippie

USB 2.0 Tốc độ tối đa hay tốc độ cao?

— Turbo J

@TurboJ Tốc độ tối đa USB 2.0

— mFeinstein

Bao lâu là dấu vết? Nếu rất ngắn thì bạn thực sự không cần phải lo lắng về trở kháng hoặc kết hợp bất cứ điều gì. Một nguyên tắc nhỏ là nếu bước sóng (chu kỳ) của các bit dài hơn 12 lần so với dấu vết của bạn thì không cần phải lo lắng về bất cứ điều gì.

— Michael Fox

20

Mặc dù chiều dài và trở kháng đều quan trọng, chênh lệch độ dài 1mm sẽ không ảnh hưởng đến hiệu suất hệ thống của bạn dưới bất kỳ hình thức nào, ngay cả đối với tốc độ cao usb-2.0.

Từ thông số kỹ thuật USB:

7.1.3 Xiên cáp
Độ lệch tối đa được giới thiệu bởi cáp giữa cặp tín hiệu vi sai (nghĩa là D + và D- (TSKEW)) phải nhỏ hơn 100 ps và được đo như mô tả trong Phần 6.7.

Giả sử tốc độ lan truyền hoàn hảo (nghĩa là C, tốc độ ánh sáng), chiều dài chênh lệch ~ 2,99 cm sẽ tạo ra độ lệch 100 ps. Như vậy, chênh lệch chiều dài theo dõi 1 mm của bạn sẽ không thành vấn đề.

Đã thêm: Trên PCB thực, tín hiệu của bạn truyền chậm hơn tốc độ ánh sáng. Đối với một đường kẻ (lớp bên trong), bạn chia tốc độ ánh sáng trong chân không cho căn bậc hai của hằng số điện môi tương đối (e_r). Vì vậy, khoảng một nửa tốc độ. Điều này có nghĩa là 100ps giống như 15mm. Đối với các lớp bên ngoài, tốc độ cao hơn một chút (khoảng 10%).

— Sói Connor
nguồn

Đã thêm một chút về tốc độ lan truyền trên PCB thực.

— Rolf Ostergaard

1

@RolfOstergaard - đó thực sự nên là câu trả lời của riêng bạn chứ không phải chỉnh sửa.

— Chris Stratton

@ChrisStratton Chà ... ConnorWolf đã đánh bại tôi khi anh ta đưa ra một câu trả lời đàng hoàng đã được chấp nhận. Vì vậy, điều tốt nhất tôi có thể làm là làm cho nó hữu ích hơn một chút cho những người trong chúng ta không sống trong chân không :-) Hy vọng điều đó có ổn không?

— Rolf Ostergaard

1

Không, không phải vậy. Bạn không được sử dụng một chỉnh sửa để chèn các ý tưởng khác biệt của riêng bạn vào câu trả lời được đánh giá cao, được đánh giá cao của người khác. Nếu bạn muốn chỉ ra một vấn đề với một câu trả lời, bạn làm điều đó trong một bình luận. Hoặc bạn đăng bài thay thế của riêng bạn được đánh giá riêng với biểu quyết của riêng nó.

— Chris Stratton

Thành thật mà nói, nó không làm phiền tôi nhiều như vậy, nhưng sau đó tôi đoán tôi là người được hưởng lợi nhiều nhất từ nó. Tôi có lẽ nên thực hiện việc tra cứu vận tốc lan truyền PCB thực sự trong câu trả lời ban đầu của mình.

— Sói Connor

5

Đó không phải là khoảng cách, mỗi lần, đó mới là vấn đề. Đó là trở kháng của đường dải hoặc microstrip mới là vấn đề. Sử dụng bất kỳ máy tính nào trong phần mềm CAD của bạn hoặc trực tuyến để nhận chênh lệch 90 ohm. Trở kháng phụ thuộc vào khoảng cách của dấu vết và chiều cao của chúng trên mặt phẳng mặt đất. Một máy tính mẫu là trên eeweb .

Chênh lệch 1 mm là ổn trừ khi bạn đang sử dụng SuperSpeed USB 3.0.

— Brian Carlton
nguồn

Bạn có biết làm thế nào để làm điều đó trong Altium?

— mFeinstein

1

@mFeinstein - chỉ định cặp D + / D- là các dòng vi phân trong sơ đồ và trong trình chỉnh sửa PCB đặt quy tắc cho các cặp vi sai. Bạn có thể chỉ định khoảng cách tách rời tối đa, trở kháng danh nghĩa và chênh lệch độ dài tối đa.

— Sói Connor

1

@mFeinstein - Tài liệu về Altium về định tuyến các cặp khác nhau: wiki.altium.com/display/ADOH/ mẹo

— Sói Connor

3

Yếu tố quan trọng nhất trong việc định tuyến của cặp diff trong USB là trở kháng. Điều này không liên quan đến chiều dài mà liên quan đến hình học của các dấu vết tôn trọng lẫn nhau và bảng.

Một tài liệu tham khảo tốt về điều này cho USB được thực hiện bởi Intel:

Nguyên tắc thiết kế USB tốc độ cao

Trích đoạn:

3.4 Kết hợp chiều dài dấu vết USB tốc độ cao

Sử dụng các hướng dẫn phù hợp với chiều dài theo dõi sau đây.

Dấu vết cặp tín hiệu USB tốc độ cao phải phù hợp với chiều dài theo dõi. Không khớp chiều dài theo dõi tối đa giữa các cặp tín hiệu USB tốc độ cao (như DM1 và DP1) không được lớn hơn 150 triệu.

— Gustavo Litovsky
nguồn

2

Từ kinh nghiệm trước đây, USB 2.0 Tốc độ đầy đủ (12Mb / giây) có thể tồn tại chênh lệch 1mm (đây là loại cần thiết cho dấu chân của đầu nối USB-B, như tôi nhớ lại).

2.0 Tốc độ cao và 3.0 có thể / sẽ khác biệt / ôn hòa hơn.

— Mã hóa
nguồn