USB 2.0 PCB-Trace-Designbeschränkungen

Dank der Hilfe dieser Community bin ich der Fertigstellung meines neuen Designs viel näher gekommen. Im Moment mache ich mir am meisten Sorgen um meine USB 2.0-Traces, und ich möchte sicherstellen, dass ich mit Abständen alles richtig mache und was nicht. Ich verwende den USB0-Port des NXP LPC4337.

Bevor ich die USB-Spuren hatte: - gruppiert mit 6-mil-Abstand außer 10-mil-Abstand für D- und D + wie folgt { USB-ID-Ablauf >> 6-mil-Abstand>> USB-D+>> 10-mil-Abstand>> USB-D->> 6-mil Lücke >> USB VBUS }

Ich habe einige Kollegen an meiner Schule konsultiert und festgestellt, dass ich, wenn die Dinge auf diese Weise verfolgt werden, viel Rauschen von VBUS bekommen könnte und möglicherweise dasselbe mit USB-ID. Ich habe gelernt, dass ich D+/D- so weit wie möglich isolieren sollte. Also habe ich die VBUS-Leitung auf die unterste Ebene und weit weg von den D + D- Leitungen verschoben. Ich bin mir nicht sicher, was ich mit der USB-ID-Leitung machen soll, ich habe mein Datenblatt durchforstet und anscheinend nichts über das Ausführen des Traces gefunden, das meiste darin bezieht sich auf Steuerregister und Fahrerentwicklung. Irgendwelche Ideen, was ich für die ID-Trace tun sollte?

Wenn Sie kein OTG-Gerät auslegen, das den Modus umschaltet, würde ich die USB-ID überhaupt nicht weiterleiten, aber wenn Sie es sind, sollte es ein ziemlich stabiles Signal sein (mit Ausnahme von Rauschen), da es normalerweise durch den eingesteckten Stecker bestimmt wird. Ein Abstand von 6 mil klingt ziemlich eng und sollte wahrscheinlich (zumindest über jede Entfernung) vermieden werden, es sei denn, dies ist unbedingt erforderlich.
Ich möchte, dass das Gerät OTG für zukünftige Anwendungen implementieren kann, aber für das Projekt ist es nicht notwendig. Ist es sicher, die ID-Leitung parallel zum D-/D+ zu verlegen, solange sie einen erheblichen Abstand hat, sagen wir 10 bis 15 mil Abstand?
@AdamVadala-Roth, ist dies eine zweischichtige oder mehrschichtige Platte? Wie hoch ist die Höhe Ihrer D+/D--Spuren über ihrer Grundebene? Und wie lang sind die Spuren?
@ Das Photon, dies ist ein vierlagiges Board mit dem folgenden Layer-Stack-Profil Top Signal >> Ground Plane >> Power Plane >> Bottom Signal. Die USB D+/D- werden auf der obersten Ebene geführt (unterhalb befindet sich die Masseebene). Die Leiterbahnen selbst sind ungefähr 2,3 Zoll lang (D-/D+) und werden als ein Differenzpaar gleicher Länge mit einem Abstand von 10 mil geführt.
Wie hoch ist die erste dielektrische Schicht (zwischen D+/D- und Masse)?
Ich habe gerade von dem fabelhaften Haus gehört. Die Höhe des ersten Dielektrikums beträgt 0,062 Zoll.

Antworten (1)

USB ID Trace >> 6 mil Abstand >> USB D+>> 10 mil Abstand>> USB D->> 6 mil Abstand>> USB VBUS

Das klingt nicht nach einer guten Idee. Ich würde empfehlen, dass andere Spuren wie VBUS und USB_ID weiter von D + / D- entfernt sind als D + und D- voneinander.

Mit einem Abstand von 10 mil und einer 4-Lagen-Platine ist es auch unwahrscheinlich, dass D+/D- tatsächlich als eng gekoppelte Differenzleitung funktionieren. Das ist in Ordnung, aber Sie müssen sich diese Spuren als zwei unabhängige Single-Ended-Leitungen vorstellen, die zufällig komplementäre Daten enthalten. Das heißt, es ist auch eine gute Idee, dass die potenziellen Störsignale (VBUS, ID) weiter von den Hochgeschwindigkeitsspuren entfernt sind als die Hochgeschwindigkeitsspuren von der Masseebene entfernt sind. Wenn die Spurhöhe über der Grundebene h beträgt , sollten die anderen Spuren vorzugsweise mindestens 3 oder 4 x h von den Hochgeschwindigkeitsspuren entfernt sein.

Beachten Sie, dass bei USB 2.0 mit Datenraten von 480 Mb/s Ihre 2-Zoll (5 cm)-Leiterbahnen sich der Länge nähern, bei der Übertragungsleitungseffekte ins Gewicht fallen. Es wäre eine gute Praxis, sie mit der richtigen Breite anzulegen, um als 50-Ohm-Mikrostreifenleitungen in Ihrem Stapel zu fungieren. Aber auch hier erreichen Sie nur knapp die Längen, in denen dies erforderlich ist. Daher würde ich nicht extra für Ihren Fab-Shop bezahlen, um eine kontrollierte Impedanz zu garantieren, und wenn Sie sich nicht strikt an alle Best Practices für das Hochgeschwindigkeitslayout halten können, dir wird es wahrscheinlich noch gut gehen.

Ich habe die VBUS-Leitung auf die unterste Ebene und weit weg von den D+ D-Leitungen verschoben.

Dies ist auch wirksam zum Reduzieren/Beseitigen von Interferenzen mit den Hochgeschwindigkeitsspuren.

Ja, ich habe den VBUS weit weg von D+/D- nach unten verschoben und ich habe jetzt die ID-Spuren ungefähr 80 mil vom D+/D-Differentialpaar entfernt. Sollte das in Ordnung sein? Ich weiß, Sie sagten, ich würde die USB 2.0-Spezifikationen erweitern, aber ich kann für dieses spezielle Projekt mit der USB 1.0-Spezifikation arbeiten.
@AdamVadala-Roth, Nicht, dass Sie die USB 2.0-Spezifikationen erweitern, aber Sie befinden sich genau am unteren Ende des Bereichs, in dem Sie sich Gedanken über Probleme mit Übertragungsleitungen machen müssen, anstatt nur sicherzustellen, dass die Spuren verbunden sind.
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