В настоящее время я работаю над частью USB-концентратора для многопортового преобразователя USB-RS232. Текущий дизайн предназначен для микросхемы концентратора FE 2.1 от Terminus Tech . Что касается импеданса USB-сигнала, в рекомендациях по компоновке указано:
DP, DM Дифференциальный импеданс трассы = [DP(45 Ом) + DM(45 Ом)] = 90 Ом, и не пропускайте сигналы DP DM, которые вызывают несоответствие импеданса
Чтобы выполнить эти требования, я воспользовался несколькими онлайн-калькуляторами импеданса, чтобы оценить требуемые свойства трассы для двухслойной печатной платы FR4. Однако результаты, которые я получил, совершенно не согласуются:
В дополнение к этим расчетам я нашел несколько других ресурсов с некоторыми примерами свойств трассировки:
Почему эти результаты так сильно различаются? Поскольку я новичок в проектировании печатных плат с управлением импедансом, я не знаю, какому ресурсу доверять. Любые подсказки о надежных свойствах трассировки для проектирования USB на двухслойной плате FR4 очень ценятся.
Причина, по которой значения так сильно различаются, заключается в том, что разные инструменты используют разные формулы для расчета импеданса. Некоторые аппроксимируются ближе, чем другие, но определение точного импеданса чрезвычайно сложно, если вообще возможно. Лучший инструмент, который я использовал и использую до сих пор, — это калькулятор EEWeb (на который вы ссылаетесь в своем посте). У этого, казалось, были лучшие, самые точные результаты в моем опыте. Есть также множество клонов, которые используют ту же математику, что и калькулятор EEWeb, поэтому они также будут такими же точными.
Как правило, при проектировании с контролируемым импедансом, пока вы находитесь в пределах +/-20%, вы не заметите особых отражений и искажений, хотя, конечно, это зависит от частоты и скорости переключения. Тем не менее, я стараюсь стрелять примерно на 10% выше импеданса цели. Для Zd лучше быть выше цели, чем быть ниже. 10% довольно стандартны для большинства дизайнов. В вашем случае я бы выбрал Zd около 100 Ом (в основном на 10% выше, чем ваша первоначальная цель).
Дифференциальный импеданс зависит от многих факторов, включая ширину дорожек и расстояние между ними. По этой причине возможно иметь несколько решений, сочетающих ширину и расстояние. пример с eeweb :
thickness=1oz, height=1.6mm, er=4
0.2mm width and 0.02mm spacing = 90.8 ohms differential
1mm width and 0.12mm spacing = 90.4 ohms differential
4mm width and 3mm spacing = 90.4 ohms differential
Выбор наилучшей комбинации зависит от нескольких факторов, включая технологичность (промежуток 0,02 мм обычно невозможен на печатных платах), потребляемый ток (0,2 мм подходит для USB, но не для сильноточного PoC) и размеры платы.
Что касается комментария Ale..chenski, вполне возможно сделать USB-устройство, используя 2-слойную плату 1,6 мм fr4. Важно, чтобы у вас был непрерывный заземляющий слой под дорожками USB. Это гарантирует постоянный импеданс и высокочастотный обратный путь. С USB 2.0 вы можете избавиться от некоторых разрывов в заземляющем слое с помощью прошивных конденсаторов, хотя этого следует избегать. USB 3.0+ будет гораздо более восприимчив к непостоянному импедансу.
Ответ Мартена будет неверным, как видно здесь и здесь . Дифференциальный импеданс в два раза превышает импеданс нечетной моды. Нечетный импеданс — это импеданс одиночной дорожки при работе в дифференциальном режиме. Стандарт USB требует дифференциального импеданса 90 Ом, как показано здесь , то есть между USB_P и USB_N и будет равняться нечетному импедансу 45 Ом.
Извините за правки, я не могу голосовать или комментировать другие ответы как новый пользователь...
Эти калькуляторы ВСЕ используют неправильное название для «дифференциального импеданса». На самом деле «нечетный импеданс» - это правильный импеданс, на который следует обратить внимание в соответствии с требованием USB о дифференциальном импедансе 90 Ом. Именно поэтому цифры Mikrocontroller.net Forum ближе всего подходят к надлежащей ширине дорожки.
Энди ака
ДерСтром8
Энди ака
ДерСтром8
Альберт
Энди ака
Альберт
Энди ака
Але..ченски