USB-Differentialpaarlänge

Ich verlege eine Leiterplatte, die eine USB-Verbindung verwendet. Die differentiellen Paarspuren sind 10 mil voneinander entfernt, und sie unterscheiden sich in der Länge um etwa 1 mm. Wird es ein Problem sein? Was ist der empfohlene maximale Längenunterschied und der Mindestabstand zwischen ihnen?

Welche Geschwindigkeit(en) müssen Sie unterstützen?
Ich habe das schon mal gepostet, kann es aber nicht finden. In diesem Blogbeitrag finden Sie eine herunterladbare Nanosekunde (im Vakuum): blog.jgc.org/2012/10/a-downloadable-nanosecond.html . Eine Nanosekunde impliziert 1 GHz.
USB 2.0 Fullspeed oder Highspeed?
@TurboJ USB 2.0 Volle Geschwindigkeit
Wie lang sind die Spuren? Wenn es sehr kurz ist, müssen Sie sich wirklich keine Gedanken über Impedanz oder Anpassung machen. Eine gute Faustregel lautet: Wenn die Wellenlänge (Periode) der Bits 12x länger ist als Ihre Spur, müssen Sie sich um nichts kümmern.

Antworten (4)

Obwohl sowohl die Länge als auch die Impedanz wichtig sind, wird ein Längenunterschied von 1 mm die Leistung Ihres Systems in keiner Weise beeinträchtigen, selbst bei USB-2.0-Hochgeschwindigkeit.

Aus der USB-Spezifikation:

7.1.3 Kabelversatz
Der maximale Versatz, der durch das Kabel zwischen dem differentiellen Signalisierungspaar (dh D+ und D- (TSKEW)) eingeführt wird, muss weniger als 100 ps betragen und wird wie in Abschnitt 6.7 beschrieben gemessen.

Unter der Annahme einer perfekten Ausbreitungsgeschwindigkeit (dh C, der Lichtgeschwindigkeit) würde eine Differenzlänge von ~2,99 cm einen Versatz von 100 ps erzeugen. Daher ist Ihre 1 mm Spurlängendifferenz kein Problem.

Hinzugefügt: Auf einer echten Leiterplatte bewegen sich Ihre Signale langsamer als Lichtgeschwindigkeit. Für eine Streifenleitung (innere Schicht) teilen Sie die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum durch die Quadratwurzel der relativen Dielektrizitätskonstante (e_r). Also etwa halbe Geschwindigkeit. Dies bedeutet, dass die 100 ps eher 15 mm entsprechen. Für die äußeren Schichten ist die Geschwindigkeit etwas höher (ca. 10 %).

Etwas über die Ausbreitungsgeschwindigkeit auf einer echten Leiterplatte hinzugefügt.
@RolfOstergaard - das sollte wirklich deine eigene Antwort sein, keine Bearbeitung.
@ChrisStratton Nun ... ConnorWolf kam mir zuvor, als er eine anständige Antwort gab, die bereits akzeptiert wurde. Das Beste, was ich tun konnte, war, es für diejenigen von uns, die nicht im Vakuum leben, etwas nützlicher zu machen :-) Hoffe, das ist in Ordnung?
Nein, ist es nicht. Sie können eine Bearbeitung nicht verwenden, um Ihre eigenen Ideen in die bereits akzeptierte, hoch bewertete Antwort eines anderen einzufügen. Wenn Sie mit einer Antwort auf ein Problem hinweisen möchten, tun Sie dies in einem Kommentar. Oder Sie posten Ihre eigene Alternative, die mit einem eigenen Voting separat bewertet wird.
Um ehrlich zu sein, hat es mich nicht so sehr gestört, aber ich denke, ich bin derjenige, der am meisten davon profitiert. Ich hätte wahrscheinlich in meiner ursprünglichen Antwort nach echten PCB-Ausbreitungsgeschwindigkeiten suchen sollen.

Es ist nicht die Entfernung an sich, die zählt. Entscheidend ist die Impedanz der Streifenleitung oder des Mikrostreifens. Verwenden Sie einen beliebigen Rechner in Ihrer CAD-Software oder online, um das 90-Ohm-Differential zu erhalten. Die Impedanz hängt vom Abstand der Leiterbahnen und ihrer Höhe über der Masseebene ab. Ein Beispielrechner ist auf eeweb .

1 mm Unterschied ist in Ordnung, es sei denn, Sie verwenden SuperSpeed ​​USB 3.0.

Weißt du, wie man das in Altium macht?
@mFeinstein - Geben Sie das D + / D-Paar als Differenzleitungen im Schaltplan an und legen Sie im PCB-Editor die Regeln für Differenzpaare fest. Sie können die maximale ungekoppelte Entfernung, die Nennimpedanz und die maximale Längendifferenz angeben.
@mFeinstein – Altium-Dokumentation zum Routing von Diff-Paaren: wiki.altium.com/display/ADOH/…

Der wichtigste Faktor beim Routing des Diff-Paares in USB ist die Impedanz. Dies bezieht sich nicht auf die Länge, sondern auf die Geometrie der Leiterbahnen zueinander und zur Platine.

Eine gute Referenz dazu für USB gibt es von Intel:

Designrichtlinien für Highspeed-USB

Auszug:

3.4 Hochgeschwindigkeits-USB-Spurlängenabgleich

Verwenden Sie die folgenden Richtlinien zum Anpassen der Leiterbahnlänge.

Hochgeschwindigkeits-USB-Signalpaarspuren sollten in der Spurlänge angepasst sein. Die maximale Spurlängenabweichung zwischen Hochgeschwindigkeits-USB-Signalpaaren (wie , DM1 und DP1) sollte nicht größer als 150 mil sein.

Aus früheren Erfahrungen kann USB 2.0 Full Speed ​​(12 Mbit / s) einen Unterschied von 1 mm überstehen (wie ich mich erinnere, ist dies für den Platzbedarf des USB-B-Anschlusses erforderlich).

2.0 High Speed ​​und 3.0 können/werden anders/launiger sein.

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