Длина дифференциальной пары USB

Я прокладываю печатную плату, которая использует USB-соединение. Следы дифференциальной пары находятся на расстоянии 10 мил друг от друга, а их длина различается примерно на 1 мм. Будет ли это проблемой? Какова рекомендуемая максимальная разница в длине и минимальное расстояние между ними?

Какие скорости вам нужно поддерживать?
Я уже публиковал это раньше, но не могу найти. В этом сообщении блога вы можете найти загружаемую наносекунду (в вакууме): blog.jgc.org/2012/10/a-downloadable-nanosecond.html . Одна наносекунда подразумевает 1 ГГц.
USB 2.0 Full Speed ​​или High Speed?
@TurboJ USB 2.0 Полная скорость
Как долго остаются следы? Если очень короткие, то вам действительно не нужно беспокоиться об импедансе или согласовании чего-либо. Хорошее эмпирическое правило заключается в том, что если длина волны (период) битов в 12 раз больше, чем ваша трасса, то вам не о чем беспокоиться.

Ответы (4)

Хотя важны как длина, так и импеданс, разница в длине в 1 мм никак не повлияет на производительность вашей системы, даже для высокоскоростного интерфейса USB-2.0.

Из спецификации USB:

7.1.3 Перекос кабеля
Максимальный перекос, вносимый кабелем между дифференциальной сигнальной парой (т. е. D+ и D- (TSKEW)) должен быть менее 100 пс и измеряется, как описано в разделе 6.7.

Предполагая идеальную скорость распространения (т. е. C, скорость света), дифференциальная длина ~ 2,99 см даст перекос в 100 пс. Таким образом, разница в длине дорожки в 1 мм не будет проблемой.

Добавлено: на настоящей печатной плате ваши сигналы распространяются медленнее скорости света. Для полосковой линии (внутренний слой) вы делите скорость света в вакууме на квадратный корень из относительной диэлектрической проницаемости (e_r). Так примерно половинная скорость. Это означает, что 100 пс больше похоже на 15 мм. Для внешних слоев скорость несколько выше (около 10%).

Добавил немного о скорости распространения на реальной плате.
@RolfOstergaard - это действительно должен быть ваш собственный ответ, а не редактирование.
@ChrisStratton Ну ... КоннорВольф опередил меня, когда дал достойный ответ, который уже был принят. Так что лучшее, что я мог сделать, это сделать его немного более полезным для тех из нас, кто не живет в вакууме :-) Надеюсь, это нормально?
Нет, это не так. Вы не можете использовать редактирование, чтобы вставить свои собственные идеи в чей-то уже принятый ответ, получивший большое количество голосов. Если вы хотите указать на проблему с ответом, вы делаете это в комментарии. Или вы размещаете свою собственную альтернативу, которая оценивается отдельно с собственным голосованием.
Честно говоря, меня это не сильно беспокоило, но, думаю, больше всего от этого выиграл я. Вероятно, мне следовало выполнить поиск реальных скоростей распространения печатных плат в моем первоначальном ответе.

Дело не в расстоянии как таковом. Имеет значение импеданс полосковой или микрополосковой линии. Используйте любой калькулятор в вашей программе САПР или онлайн, чтобы получить дифференциал 90 Ом. Импеданс зависит от расстояния между дорожками и их высоты над поверхностью земли. Образец калькулятора есть на eeweb .

Разница в 1 мм — это нормально, если только вы не используете SuperSpeed ​​USB 3.0.

Вы знаете, как это сделать в Altium?
@mFeinstein - укажите пару D+/D- в качестве дифференциальных линий на схеме, а в редакторе плат задайте правила для дифференциальных пар. Вы можете указать максимальное несвязанное расстояние, номинальный импеданс и максимальный дифференциал длины.
@mFeinstein — документация Altium по маршрутизации разностных пар: wiki.altium.com/display/ADOH/…

Наиболее важным фактором при маршрутизации разностной пары в USB является импеданс. Это связано не с длиной, а с геометрией дорожек относительно друг друга и платы.

Хорошая ссылка на это для USB сделана Intel:

Рекомендации по проектированию высокоскоростных USB-устройств

Выдержка:

3.4 Согласование длины высокоскоростной USB-трассы

Используйте следующие рекомендации по сопоставлению длин трасс.

Трассировки пар высокоскоростных сигналов USB должны совпадать по длине. Максимальное несоответствие длин трасс между парами высокоскоростных сигналов USB (например, , DM1 и DP1) не должно превышать 150 мил.

Исходя из предыдущего опыта, полная скорость USB 2.0 (12 Мбит/с) может выдержать разницу в 1 мм (насколько я помню, это необходимо для разъема USB-B).

2.0 High Speed ​​и 3.0 могут/будут отличаться/более темпераментными.

Длина дифференциальной пары USB
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v