Hinweis für 90-Ohm-Leiterbahnen eines USB 2.0-HUBs

Ich entwerfe einen USB-Hub, der viele USB-Spuren hat. Ich habe einige Richtlinien online befolgt und Foren gelesen. Basierend auf meinem Verständnis eines 4-Lagen-Stapelaufbaus ist einer der besten Aufbau, den ich gewählt habe, 8 mil Leiterbahnabstand und 10 mil Leiterbahndicke. Ich habe die Ebene unter der obersten Ebene als Grundriss erstellt. Ist es ideal?

Meine Hauptfrage ist: Sollte/könnte ich Polygonguss auf der obersten Schicht haben (dieselbe Schicht besteht aus Differenzpaaren)? Ich habe viel gesucht und keinen Hinweis auf den Einfluss von Polygon auf die Impedanz gefunden.

Dieses Bild ist ein Beispiel für eine Verbindung:Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Wie lang sind deine Spuren? Welche USB-Geschwindigkeit? Ich nehme an, D21 ist ein TVS?
das sieht gut aus für die differentielle Impedanz. Ich weiß nicht, ob das Gießen die differentielle Impedanz beeinflussen würde.
@RonBeyer Sie sind ziemlich lang, von 4 cm bis sogar 25 cm. Die MCU ist auf maximaler voller Geschwindigkeit (12 MHz) und der HUB-Controller ist ein FE2.1. Ja, die D21 ist eine TVS-Diode, D1213.
Stellen Sie sicher, dass Sie sowohl die Länge als auch die Impedanz anpassen, bei dieser Entfernung müssen Sie sehr vorsichtig sein. Und was ist der Text, der das Befestigungsloch überlappt? C-irgendwas...
@RonBeyer Ich habe den Längenunterschied unter 20 mil gehalten. Und wie Sie gesehen haben, habe ich 10-mil-Spuren mit einem 8-mil-Abstand dazwischen. Basierend auf der Stapelschichtspezifikation des Herstellers sehe ich, dass es 90 Ohm sein sollte. Findest du alles gut gepflegt? (Außer das Risiko langwieriger Spuren einzugehen). Der Text ist nur der untere Siebdruck.
Was ist die dielektrische Dicke, die Kupferdicke und was ist darunter? ein anderes Flugzeug? Irgendwelche Microvias?
Können Sie eine doppelte koplanare 45-Ohm-Streifenleitung mit einer Lücke von 5 mil und einem Dielektrikum von 10 mil mit einer Spur von 18 mil herstellen, also ......... Gnd sig Gnd sig Gnd über Gnd

Antworten (3)

Der Guss ist in Ordnung, aber er ist zu nah an den Spuren und ruiniert Ihre Impedanz, um viel niedriger zu sein. Dasselbe, als ob die Leiterplatte zu dünn und die Masseebene zu nahe wäre. Es gibt eine 3W-Faustregel, die in Ihrem Fall besagt, dass ein Diff-Paar mit einer Spurbreite von 10 mil einen Abstand von 30 mil zu jeder Spur oder Ebene haben sollte. Und die ESD-Diode sollte zum Schutz des Chips zwischen Stecker und Chip in Reihe geschaltet sein, nicht auf einem Stub. Oh, der Stub ist auch schlecht.

Danke für die Antwort. Ich habe ein wenig über die 3W-Regel gelesen. Es scheint eher um das Übersprechen zwischen zwei Signalen zu gehen. Glauben Sie, dass es auch für meinen Fall gilt, dass es nur GND um die Differenzpaare gibt? Wenn ich den ESD-Schutz in Reihe stelle, muss ich die Diode auf die Rückseitenschicht legen und über verwenden. Ist es nicht schlimmer als das, was ich hatte?
USB benötigt also 90 Ohm Differential- und 45 Ohm Single-Ended-Impedanz. Wenn Sie sich auf nur einen Draht konzentrieren und gerade die richtige Geometrie bestimmt haben, müssen Sie 45 Ohm ohne den Guss sein, und dann legen Sie Kupferguss in die Nähe, glauben Sie nicht, dass es die Geometrie und damit die Impedanz verändert? Beim ESD-Schutz weiß ich nicht, was schlimmer ist, hinter Via oder hinter einer Stichleitung. Ich habe nur darauf hingewiesen, dass die Platzierung nicht optimal ist. Zumindest würden Vias den Stub loswerden.
Ja, du hast recht. Ich weiß, dass es sinnvoll ist, Auswirkungen auf die Leiterbahnen und Impedanzen zu haben. Aber eine Sache, die mich überraschte und deren Auswirkungen ich sogar schwer akzeptieren konnte, war die geringere Aufmerksamkeit für das Polygongießen um differenzielle Paare. Ich habe viel darüber gesucht, wie man die Impedanz von Diff-Leitungen berechnet. Aber keiner von ihnen sprach darüber, was passiert, wenn Sie Polygonguss hinzufügen, wie EEWeb- Link oder andere Tools. Vielleicht war meine Suche nicht richtig. Was ich also tat, machte das Polygon 30 mils von meinen Diff-Paaren entfernt. Ich hoffe, es sollte kein Problem geben.

finden Sie Hinweise zu den Auswirkungen von Polygonen auf die Impedanz.

Ja, Kupfermangel um Ihre differenzielle Streifenleitung wird die charakteristische Impedanz erheblich beeinflussen. Mit Kupfer an den Seiten wird dies als " doppelter koplanarer Wellenleiter " bezeichnet.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Sie müssen einen geeigneten Rechner für diese Streifenkonfiguration finden und die richtigen Korrekturen an Ihrer Leiterbahnbreite und -trennung vornehmen.

Ich verstehe, dass jede Spur 45 Ohm haben kann, also beträgt die Differenz 90 Ohm.

Ein koplanares Differential erhöht die Diff-Impedanz, während es Zo mit angrenzenden Erdungen senkt, sodass es eine dünnere Höhe des Dielektrikums benötigt. (5mil Prepreg)

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Aber in Ihrem Fall, wenn Sie ein 10-mil-Dielektrikum verwenden;

Geben Sie hier die Bildbeschreibung einDie Impedanz ist fast konstant ratiometrisch zu den Verhältnissen der Leitergeometrie, wenn die Verhältnisse < 2:1 für planar und < 3:1 für differentiell koplanar sind. Planar umfasst die Erdung der obersten Schicht zu einer differenziellen Koplanarschaltung, sodass Sie niedrigere Impedanzen mit einem kleineren Spalt oder einer dielektrischen Höhe oder einer breiteren Spur erhalten können.

Kein Gießen um Tracks

Für Breite : Raum : Höhe Ihr
Design bei Verwendung von W:S:H= 10,0:8:8 mil, Zo = 55,2 Ohm, Z diff = 90,1 Ohm Anderes
Design bei Verwendung von W:S:H= 9,4:16: 6 mil, Zo = 46,7 Ohm, Z diff = 90,0 Ohm

mit Microvias zwischen voneinander beabstandeten Schichten.

Der einzige Vorteil, den ich sehe, wenn Kupfer um Spuren gegossen wird, ist weniger koplanares Übersprechen, wenn es in der Nähe ist.

DOCH ein 2-Lagen-Board ist möglich, aber schwieriger!

Hinweis für 90-Ohm-Leiterbahnen eines USB 2.0-HUBs
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