Lunghezza coppia differenziale USB

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Sto instradando un PCB che utilizza una connessione USB. Le tracce della coppia differenziale sono distanti 10 mil l'una dall'altra e hanno una lunghezza diversa di circa 1 mm. Sarà un problema? Qual è la differenza massima consigliata in lunghezza e la distanza minima tra di loro?

usb high-speed differential

— mFeinstein
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Che velocità / e hai bisogno di supportare?

— Dave Tweed

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L'ho già pubblicato prima, ma non riesco a trovarlo. In questo post di blog puoi trovare un nano secondo scaricabile (nel vuoto): blog.jgc.org/2012/10/a-downloadable-nanosecond.html . Un nanosecondo implica 1 GHz.

— jippie,

USB 2.0 ad alta velocità o alta velocità?

— Turbo J,

@TurboJ USB 2.0 Full Speed

— mFeinstein

Quanto durano le tracce? Se molto corto, non devi preoccuparti dell'impedenza o della corrispondenza di nulla. Una buona regola empirica è se la lunghezza d'onda (periodo) dei bit è 12 volte più lunga della traccia, quindi non devi preoccuparti di nulla.

— Michael Fox,

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Sebbene la lunghezza e l'impedenza siano entrambi importanti, 1 mm di differenziale di lunghezza non influirà in alcun modo sulle prestazioni del sistema, nemmeno per USB 2.0 ad alta velocità.

Dalle specifiche USB:

7.1.3 Inclinazione del cavo
L'inclinazione massima introdotta dal cavo tra la coppia di segnalazione differenziale (ovvero, D + e D- (TSKEW)) deve essere inferiore a 100 ps e viene misurata come descritto nella Sezione 6.7.

Supponendo una perfetta velocità di propagazione (cioè C, la velocità della luce), una lunghezza differenziale di ~ 2,99 cm produrrebbe un disallineamento di 100 ps. Pertanto, il differenziale di lunghezza traccia di 1 mm non sarà un problema.

Aggiunto: su un vero PCB, i tuoi segnali viaggiano più lentamente della velocità della luce. Per una stripline (strato interno) dividi la velocità della luce nel vuoto per la radice quadrata della costante dielettrica relativa (e_r). Quindi circa la metà velocità. Ciò significa che i 100ps sono più simili a 15mm. Per gli strati esterni, la velocità è leggermente superiore (circa il 10%).

— Connor Wolf
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Aggiunto un po 'di velocità di propagazione su un vero PCB.

— Rolf Ostergaard,

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@RolfOstergaard - quella dovrebbe essere davvero la tua risposta, non una modifica.

— Chris Stratton,

@ChrisStratton Beh ... ConnorWolf mi ha battuto quando ha fornito una risposta decente che era già stata accettata. Quindi il meglio che potevo fare era renderlo un po 'più utile per quelli di noi che non vivevano nel vuoto :-) Spero che vada bene?

— Rolf Ostergaard,

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No non lo è. Non puoi usare una modifica per inserire le tue idee distinte nella risposta già accettata e altamente votata di qualcun altro. Se vuoi segnalare un problema con una risposta, lo fai in un commento. Oppure pubblichi la tua alternativa che viene valutata separatamente con il proprio voto.

— Chris Stratton,

Ad essere sincero, non mi ha infastidito molto, ma poi credo di essere il migliore a trarne vantaggio. Probabilmente avrei dovuto cercare le reali velocità di propagazione del PCB nella mia risposta originale.

— Connor Wolf,

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Non è la distanza, di per sé, che conta. È l'impedenza della linea di striscia o della microstriscia che conta. Usa qualsiasi calcolatrice nel tuo software CAD o online per ottenere un differenziale di 90 ohm. L'impedenza dipende dalla spaziatura delle tracce e dalla loro altezza sopra il piano terra. Un calcolatore di esempio è su eeweb .

La differenza di 1 mm va bene a meno che non si stia eseguendo SuperSpeed USB 3.0.

— Brian Carlton
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Sai come farlo in Altium?

— mFeinstein il

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@mFeinstein - specifica la coppia D + / D come linee differenziali nello schema e nell'editor PCB imposta le regole per le coppie differenziali. È possibile specificare la distanza massima non accoppiata, l'impedenza nominale e il differenziale di lunghezza massima.

— Connor Wolf,

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@mFeinstein - Documentazione Altium sulle coppie diff di routing: wiki.altium.com/display/ADOH/…

— Connor Wolf

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Il fattore più importante nel routing della coppia diff in USB è l'impedenza. Questo non è correlato alla lunghezza ma alla geometria delle tracce rispetto l'una rispetto all'altra e alla tavola.

Un buon riferimento a questo per USB è fatto da Intel:

Linee guida per la progettazione USB ad alta velocità

Estratto:

3.4 Corrispondenza della lunghezza della traccia USB ad alta velocità

Utilizzare le seguenti linee guida per la corrispondenza della lunghezza della traccia.

Le tracce della coppia di segnali USB ad alta velocità devono essere abbinate alla lunghezza della traccia. La mancata corrispondenza della lunghezza massima della traccia tra le coppie di segnali USB ad alta velocità (come DM1 e DP1) non deve essere superiore a 150 mil.

— Gustavo Litovsky
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Dall'esperienza precedente, USB 2.0 Full speed (12 Mbps) può sopravvivere a una differenza di 1 mm (è un po 'necessario per l'impronta del connettore USB-B, come ricordo).

2.0 High Speed e 3.0 possono / saranno diversi / più temperanti.

— CoderTao
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