USB信号線の差動インピーダンスは、

USB は、高速、双方向、同期伝送、安価で使いやすい、ホットスワップ可能なシリアル インターフェイスです。 USB デバイスは、高速データ転送、便利なインターフェイス、ホットスワップ対応のおかげで広く使用されています。

現在、市場に出回っているほとんどの製品は、インターフェースとして USB2.0 を使用しています。しかし、多くのハードウェア初心者は、USB アプリケーションで多くの問題に遭遇します。USB インターフェースは、多くの場合、PCB の後に表示されます。通信が不安定だったり、通信できなかったり、さまざまな問題が発生していますが、回路図や溶接を確認して問題がなければ、現時点での基板設計に無理があると疑う必要があるかもしれません。 (推奨学習: Web フロントエンド ビデオ チュートリアル )

USB2.0 データ伝送要件を満たす PCB の描画は、製品のパフォーマンスと信頼性において非常に重要な役割を果たします。

通常の USB デバイスの差動線の信号線幅と線間隔は、基板全体の信号線幅と線間隔と一致させることができます。ただし、USB デバイスが 480 Mbits/s で動作する場合、上記の点を行うだけでは十分ではなく、差動信号のインピーダンスを制御する必要もあります。差動信号ラインのインピーダンスの制御は、USB デバイスの完全性にとって非常に重要です。差動インピーダンスは、差動信号のアイ ダイアグラム、信号帯域幅、信号ジッター、および信号線上の干渉電圧に影響を与えるため、重要です。

差動ライン インピーダンスは、通常 90 (±10%) オームに制御されます (具体的な値については、チップのマニュアルを参照してください)。差動ライン インピーダンスは、ライン幅 W1、W2、誘電率 Er1 に反比例 線路間隔 S1 に反比例、基準層の距離 H1 に正比例 次の図は差動線路の断面図です。

#下の図は、4 層基板のリファレンス スタックアップを示しています。中央の 2 つのレイヤはリファレンス レイヤです。リファレンス レイヤは通常 GND または電源であり、リファレンス レイヤは差動線に対応する完全なものでなければならず、分割することはできません。そうしないと、差動線のインピーダンスが不連続になります。

図 2 に示す積層に基づいて 4 層基板を設計する場合、通常、差動線路は 90Ω の差動インピーダンスを満たすために 4.5mil の線幅と 5.5mil の線路間隔を使用します。

ただし、4.5mil の線幅と 5.5mil の線間隔は当社の理論上の設計値にすぎず、最終的には回路基板メーカーが必要なインピーダンス値に基づいて線幅、線間隔、基準層を決定します。実際の生産状況や基板材質などに応じて適切な距離に調整してください。

上記の配線ルールは USB2.0 デバイスに基づいています。USB 配線プロセス中は、差動ラインをできるだけ短くし、密結合し、同じ長さにしてください。インピーダンスを一定にし、USB に注意を払う 電源コードの電流容量をマスターし、上記の原則をマスターしている限り、USB デバイスは基本的に問題なく動作します。

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