4-Layer PCB USB Routing Frage

Ich arbeite derzeit an einer 4-Lagen-Leiterplatte, die einen Cypress PSOC4200 mit einer USB-Full-Speed-Verbindung verwendet. Allerdings bin ich mit der Berechnung der Impedanz und den daraus resultierenden Anforderungen an die Leiterbahnen völlig überfordert.

Ich arbeite an einer Leiterplatte mit folgenden Schichten:

Schicht 1: Oben (USB-Signale) Schicht 2: GND Schicht 3: VCC Schicht 4: Unten

Ich möchte die D+ / D- Signalleitungen in CADSOFT Eagle entwerfen, aber dieses Programm bietet keine Berechnung an. Kann mich jemand in die richtige Richtung weisen? Ich habe die PCB Saturn Software gesehen, bin mir aber nicht sicher, was ich ausfüllen soll. Ich plane, die Platine bei diesem Hersteller zu bestellen:

http://www.pcb-specification.com (Tag-Layer-Build ML4)

Antworten (2)

Für den FS-Betriebsmodus müssen Sie keine genaue Impedanz der Leiterbahnen einhalten. Die Steuerung der Leiterbahnimpedanz ist nur für HS-Modi (480 Mbit/s) und höher wichtig.

Es ist auch seltsam, dass Sie den "Stapelaufbau" Ihres speziellen PCB-Designs nicht erwähnt haben, der bei der Auswahl der Leiterbahnbreite für ein impedanzgesteuertes Design von entscheidender Bedeutung ist.

Nur als Referenz: ExpressPCB (schnelle Abwicklung für 4-Lagen-PCB) bietet einen dielektrischen Abstand von 0,305 mm zwischen der inneren (Masse-) Schicht und den Signalschichten. Wenn Sie eine 50-Ohm-Leiterbahn wünschen, muss die Leiterbahnbreite etwa 0,51 mm breit sein. Es gibt viele PCB-Leiterbahnimpedanzrechner, die eine ziemlich genaue Leiterbahnauswahl ermöglichen, Google nach "PCB-Leiterbahnimpedanzrechner".

Gibt es einen bestimmten Grund, warum Sie genaue Impedanzen berechnen möchten? Gibt der Soc Sie dazu vor? Das Datenblatt enthält normalerweise ein Referenzschema, dem Sie folgen können. Für die meisten meiner Peripheriegeräte mit USB-Schnittstelle verwende ich 0,254-mm-Leiterbahnen, die nicht mehr als 25 mm von den Gerätepins entfernt sind, an die sie angeschlossen sind. Ich habe auch 24R-Widerstände in jede Leitung eingebaut.

Stimme voll und ganz zu! Sofern die Länge der Leitung für Ihre höchste interessierende Frequenz nicht größer als 1/8 Wellenlänge ist, ist die Verwendung der Übertragungsleitungstheorie und der Spuren mit kontrollierter Impedanz ein bisschen Luxus. Jeder, der etwas anderes sagt, versucht wahrscheinlich, Ihnen etwas zu verkaufen, das Sie nicht brauchen, oder kennt sich mit der Übertragungsleitungstheorie nicht allzu gut aus. Wenn Sie nicht weiterkommen, gibt es ein großartiges Buch über Übertragungsleitungen von Waddell books.google.co.uk/books/about/…
Übertragungsleitungseffekte sind immer vorhanden, ich würde eine 1/10- oder 1/20-Wellenlänge verwenden, um zu entscheiden, wie viel Wert darauf gelegt werden soll. PS: Das Web ist voll von einfachen Rechnern für kontrollierte Impedanzen. Dafür gibt es auch kostenlose 2D-Feldlöser.
Ja, Sie haben Recht, der Versuch, die Übertragungsleitungstheorie für den USB-FS-Modus zu verkaufen, ist genau das, was das OP nicht benötigt. Die Nyquist-Frequenz des FS-Signals beträgt 6 MHz, sodass Ihre 1/8-Wellenlängenregel auf eine Spur von etwa 140 Zoll oder etwa 3,5 m hinausläuft.
Das ist irreführend, weil die Anstiegs-/Abfallzeiten normalerweise den hochfrequenten Inhalt haben. Egal ob 6MHz oder 50...
Nicht wirklich, denn der hochfrequente Anteil in der Signalkommunikation ist eigentlich ein parasitärer Anteil. Entwickler von physikalischen Schichten neigen tatsächlich dazu, den Hochfrequenzinhalt zu begrenzen, indem sie Flankenraten auf ein Minimum begrenzen, insbesondere für Hochgeschwindigkeitsbusse. Aus diesem Grund gibt USB die schnellere Grenze für die Abfall-/Anstiegszeit im HS-Modus an, hat aber keine langsame Grenze, die nur durch die Fähigkeit des Signals definiert wird, die Augenöffnung (Signalmaske) am Zielende zu treffen.
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