USB-Differenzpaarlänge

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Ich richte eine Platine ein, die eine USB-Verbindung verwendet. Die Differentialpaarspuren sind 10 mil voneinander entfernt und haben eine unterschiedliche Länge von etwa 1 mm. Wird es ein Problem sein? Was ist der empfohlene maximale Längenunterschied und der minimale Abstand zwischen ihnen?

usb high-speed differential mFeinstein
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Welche Geschwindigkeit (en) müssen Sie unterstützen?
Dave Tweed
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Ich habe dies bereits gepostet, kann es aber nicht finden. In diesem Blog-Beitrag finden Sie eine herunterladbare Nanosekunde (im Vakuum): blog.jgc.org/2012/10/a-downloadable-nanosecond.html . Eine Nanosekunde bedeutet 1 GHz.
jippie
USB 2.0 Full Speed ​​oder High Speed?
Turbo J
@TurboJ USB 2.0 Full Speed
mFeinstein
Wie lang sind die Spuren? Wenn Sie sehr kurz sind, brauchen Sie sich wirklich keine Gedanken über Impedanz oder Anpassung zu machen. Eine gute Faustregel lautet: Wenn die Wellenlänge (Periode) der Bits 12x länger ist als Ihre Spur, müssen Sie sich um nichts kümmern.
Michael Fox

Antworten:

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Obwohl sowohl die Länge als auch die Impedanz wichtig sind, wirkt sich ein Längenunterschied von 1 mm nicht auf die Leistung Ihres Systems aus, auch nicht bei USB-2.0-Hochgeschwindigkeitsanwendungen.

Aus der USB-Spezifikation:

7.1.3 Kabelversatz
Der maximale Versatz, der durch das Kabel zwischen dem Differenzsignalpaar (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, Lichtgeschwindigkeit) würde eine Differenzlänge von ~ 2,99 cm einen Versatz von 100 ps erzeugen. Somit ist Ihr Spurlängendifferential von 1 mm kein Problem.

Hinzugefügt: Auf einer echten Platine laufen Ihre Signale langsamer als die Lichtgeschwindigkeit. Für eine Streifenleitung (innere Schicht) dividieren Sie die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum durch die Quadratwurzel der relativen Dielektrizitätskonstante (e_r). Also ungefähr halb so schnell. Dies bedeutet, dass die 100ps eher 15mm entsprechen. Für die äußeren Schichten ist die Geschwindigkeit etwas höher (ungefähr 10%).

Connor Wolf
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Ein wenig über die Ausbreitungsgeschwindigkeit auf einer echten Platine hinzugefügt.
Rolf Ostergaard
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@RolfOstergaard - das sollte wirklich deine eigene Antwort sein, keine Bearbeitung.
Chris Stratton
@ChrisStratton Nun ... ConnorWolf hat mich geschlagen, als er eine anständige Antwort lieferte, die bereits akzeptiert wurde. Das Beste, was ich tun konnte, war, es ein bisschen nützlicher für diejenigen von uns zu machen, die nicht im Vakuum leben :-) Hoffe, das ist okay?
Rolf Ostergaard
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Nein, ist es nicht. Sie müssen keine Bearbeitung verwenden, um Ihre eigenen Ideen in die bereits akzeptierte, hochgelobte Antwort einer anderen Person einzufügen. Wenn Sie mit einer Antwort auf ein Problem hinweisen möchten, tun Sie dies in einem Kommentar. Oder Sie posten Ihre eigene Alternative, die separat mit einer eigenen Bewertung bewertet wird .
Chris Stratton
Um ehrlich zu sein, hat es mich nicht so sehr gestört, aber dann bin ich wohl derjenige, der am meisten davon profitiert. In meiner ursprünglichen Antwort hätte ich wahrscheinlich die Suche nach realen PCB-Ausbreitungsgeschwindigkeiten durchführen sollen.
Connor Wolf
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Auf die Entfernung an sich kommt es nicht an. Auf die Impedanz der Streifenleitung oder des Mikrostreifens kommt es an. Verwenden Sie einen beliebigen Rechner in Ihrer CAD-Software oder online, um eine Differenz von 90 Ohm zu erhalten. Die Impedanz hängt vom Abstand der Leiterbahnen und ihrer Höhe über der Grundplatte ab. Ein Beispielrechner ist auf eeweb .

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

Brian Carlton
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Wissen Sie, wie es in Altium geht?
mFeinstein
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@mFeinstein - spezifizieren Sie das D + / D- Paar als differentielle Leitungen im Schaltplan und stellen Sie im PCB-Editor die Regeln für differentielle Paare ein. Sie können den maximalen Abstand ohne Kopplung, die Nennimpedanz und den maximalen Längenunterschied angeben.
Connor Wolf
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@mFeinstein - Altium-Dokumentation zum Routing von Diff-Paaren: wiki.altium.com/display/ADOH/…
Connor Wolf
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Der wichtigste Faktor beim Routing des Diff-Paars in USB ist die Impedanz. Dies hängt nicht mit der Länge zusammen, sondern mit der Geometrie der Leiterbahnen in Bezug aufeinander und auf die Platte.

Eine gute Referenz zu diesem Thema für USB liefert Intel:

High-Speed-USB-Designrichtlinien

Auszug:

3.4 Anpassung der High-Speed-USB-Trace-Länge

Verwenden Sie die folgenden Richtlinien zum Anpassen der Trace-Länge.

High-Speed-USB-Signalpaar-Traces sollten auf die Länge der Traces abgestimmt sein. Die maximale Nichtübereinstimmung der Trace-Länge zwischen Hochgeschwindigkeits-USB-Signalpaaren (z. B. DM1 und DP1) sollte 150 mil nicht überschreiten.

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

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

CoderTao
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