Können differentielle USB-Traces relativ zu Power (nicht Ground) Planes geroutet werden?

Die kurze Antwort ist, dass es Ihnen gut gehen wird, führen Sie es über VCC und stellen Sie sicher, dass Sie einige VCC-zu-GND-Entkopplungskappen in der Nähe Ihres Chips haben. Außerdem ist Ihre Route mit 600 mil ziemlich kurz. Ich habe einige Leute gesehen, die schreckliche Dinge mit USB-Routen angestellt haben, die am Ende immer noch funktionieren :)

Ich denke, der beste Weg, dies zu verstehen, besteht darin, zu überlegen, wohin Ihr Rückstrom fließen wird. Der Strom folgt dem Weg der geringsten Impedanz. Wenn Sie im Fall eines Mikrostreifens den Hochfrequenzstrom Ihrer USB-Kanten berücksichtigen, fließt dieser Strom in die Referenzebene direkt unter der Spur zurück. Es spielt keine Rolle, ob diese Spur GND oder VCC ist, es ist der Pfad der geringsten Impedanz, sodass dort Strom fließen muss.

Nun einige interessante Dinge, Strom fließt immer in einer Schleife. Wenn dieser Rückstrom, der glücklich auf Ihrer VCC-Ebene fließt, zu Ihrem Chip zurückkehrt, muss er einen Weg zu GND finden, um den Stromkreis zu schließen. Dies geschieht wieder auf dem Weg der geringsten Impedanz, bei dem es sich in Ihrem Fall hoffentlich um die VCC-Entkopplungskondensatoren handelt, die Sie in der Nähe platziert haben.

Das gilt für den AC-Teil, sobald sich Ihr Signal zum DC-Teil bewegt hat, folgt Ihre Stromschleife wieder dem Weg des geringsten Widerstands.

Viele Leute bezeichnen USB auch als differentiell und zitieren dann die Tatsache, dass der größte Teil des Stroms in das Paar selbst zurückkehrt. Aber in USB 1.0 sind es normalerweise nur zwei Single-Ended-Treiber, die auf GND verweisen, sodass der Strom so fließen sollte, wie ich es oben beschrieben habe.

Selbst wenn Sie ein Differenzialpaar haben, wird es mit ziemlicher Sicherheit immer noch einen Gleichtakt-Rückstrom geben, es sei denn, Sie können irgendwie garantieren, dass die D + - und D--Leitungen von der Quelle zum Ziel durch Anschlüsse und Routing die gleiche Länge haben und niemals treffen Sie alle Single-Ended-Diskontinuitäten usw.

Hoffentlich hilft das. Es gibt einige gute Bücher über Signalintegrität, wenn Sie mehr über diese Art von Dingen erfahren möchten, wie Johnsons Handbuch der schwarzen Magie und Eric Bogatins Bücher.

Ich möchte mein USB 2.0-Signal (12 MHz) auf die unterste Schicht einer 4-Lagen-Leiterplatte leiten. Die kantengekoppelten Mikrostreifen würden dann jedoch auf die Stromversorgungsebene und nicht auf die Masseebene bezogen.

Einfache Lösung: Zeichnen Sie Ihren Schaltplan neu.

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

Jetzt können Sie sich besser fühlen, wenn Sie einen Mikrostreifen relativ zu dieser anderen Schicht herstellen, die jetzt die Grundebene ist.

Natürlich macht dies absolut keinen Unterschied für den Betrieb Ihrer Schaltung, und Ihr Mikrostreifen kümmert sich auch nicht darum. Der Boden ist ein Energieflugzeug. Es ist nur der mit einem lustigen Symbol im Schaltplan.

Betrachten Sie einfach die "Masse" des Antriebsflugzeugs, wenn Sie es verlegen. Die Gleichspannung der Referenzebene für eine gesteuerte Impedanz spielt keine Rolle, solange es sich um eine durchgehende Ebene handelt. Da es sich um eine differenzielle Leiterbahn handelt, sollten Sie keine größeren Probleme mit Übersprechen haben, da differenzielle Leiterbahnen so ausgelegt sind, dass sie sowohl empfangenes als auch emittiertes Übersprechen aufheben (das durchschnittliche Potential auf dem Paar sollte ungefähr konstant und der durchschnittliche Strom ungefähr sein null).