Data PCB - Kunci kawat PCB USB2.0 dan pengalaman

USB adalah semacam cepat, bidireksi, penghantaran segerak, antaramuka seri pemalam panas murah dan selesa. Peranti USB digunakan secara luas kerana keuntungan mereka seperti penghantaran data cepat, antaramuka yang sesuai, dan sokongan plug panas. Pada masa ini, kebanyakan produk di pasar menggunakan USB2.0 sebagai antaramuka, tetapi banyak pemula perkakasan menghadapi banyak masalah dalam aplikasi USB. Kadang-kadang, selepas Pemasangan PCB, Antaramuka USB mempunyai pelbagai masalah, seperti komunikasi tidak stabil atau tidak mampu berkomunikasi. Semak diagram skematik dan penyelamatan semua OK. Mungkin perlu mencurigai bahawa Projek PCB tidak masuk akal pada masa ini. Lukis PCB yang bertemu USB2.0 keperluan penghantaran data bermain peran penting dalam prestasi dan kepercayaan produk.

Protokol USB menentukan bahawa dua garis isyarat berbeza (D+, D -) menghantar isyarat digital. Jika peranti USB berfungsi stabil, garis isyarat perbezaan mesti ditetapkan dan dikawal secara ketat sesuai dengan peraturan isyarat perbezaan. Berdasarkan pengalaman tahun penulis dalam rancangan produk berkaitan dengan USB dan pengurusan, titik berikut diterangkan:

1. Semasa bentangan komponen, cuba membuat garis perbezaan sebaik mungkin pendek untuk pendek jarak laluan garis perbezaan

2. Berikan keutamaan untuk melukis garis perbezaan, dan cuba untuk tidak mempunyai lebih dari dua pasangan vias pada satu pasangan garis perbezaan (vias akan meningkatkan induktansi parasit garis, sehingga mempengaruhi integriti isyarat garis), dan letakkan mereka secara simetrik

3. Kawalan selari simetrik boleh memastikan sambungan ketat dua wayar dan menghindari kabel 90 °. Arc atau 45 ° kawat adalah cara yang baik

4. Pengaturan kapasitasi perlawanan sambungan seri berbeza, titik ujian dan perlawanan atas dan bawah

5. Sebab faktor seperti distribusi pin, vias, dan ruang laluan, panjang garis berbeza mudah untuk tidak sepadan. Apabila panjang baris tidak sepadan, masa akan berubah, dan gangguan mod biasa akan diperkenalkan untuk mengurangi kualiti isyarat. Oleh itu, perlu membalas ketidaksepadan pasangan perbezaan untuk membuat panjang garis sepadan. The length difference is usually controlled within 5mil. Prinsip pembayaran adalah di mana perbezaan panjang dibayar

6. Untuk mengurangi salib bercakap, jika ruang membenarkan, jarak antara rangkaian isyarat lain dan garis perbezaan tanah mesti sekurang-kurangnya 20mil (20mil adalah nilai empirik). Jika jarak antara tanah dan garis perbezaan terlalu dekat, kemudahan garis perbezaan akan terpengaruh

7. Semasa output USB adalah 500mA. Perhatikan lebar baris VBUS dan GND. Jika foil tembaga 1Oz digunakan, lebar baris lebih dari 20 mil boleh memenuhi keperluan pembawa semasa. Sudah tentu, semakin lebar garis, semakin baik integriti bekalan kuasa.

Lebar garis dan jarak garis isyarat garis berbeza peranti USB biasa sepatutnya konsisten dengan yang bagi seluruh papan. Namun, apabila kelajuan kerja peranti USB adalah 480 Mbit/s, ia tidak cukup untuk melakukan yang di atas. Kita juga perlu mengawal kekuatan isyarat perbezaan. Mengkawal halangan garis isyarat berbeza adalah sangat penting untuk integriti isyarat digital kelajuan tinggi, kerana halangan berbeza mempengaruhi diagram mata, lebar banding isyarat, gelisah isyarat dan tekanan gangguan garis isyarat berbeza. Impedasi garis berbeza biasanya dikawal pada 90 (± 10%) ohms (rujuk ke manual cip untuk nilai tertentu). Ketegangan garis berbeza adalah secara bertentangan dengan lebar garis W1, W2, T1, konstan dielektrik Er1, jarak garis S1, dan jarak H1 lapisan rujukan. The following figure shows the sectional view of the differential line.

Figur berikut menunjukkan tumpukan rujukan papan empat lapisan. Dua lapisan tengah adalah lapisan rujukan. Lapisan rujukan biasanya GND atau Kuasa. Lapisan rujukan yang sepadan dengan garis perbezaan mesti lengkap dan tidak boleh dibahagi, sebaliknya impedance garis perbezaan akan berhenti. Jika papan empat lapisan direka dengan laminasi seperti yang dipaparkan dalam Figur 2, lebar garis perbezaan 4.5 mil dan jarak garis 5.5 mil boleh memenuhi impedance perbezaan 90 Ω. Namun, lebar garis 4.5 juta dan jarak garis 5.5 juta hanya nilai desain teori kita. Akhirnya, pembuat papan sirkuit akan membuat pelarasan yang sesuai untuk lebar garis dan ruang garis dan jarak lapisan rujukan mengikut nilai pengendalian yang diperlukan dan dalam kombinasi dengan situasi produksi sebenar dan plat.

Peraturan kabel yang diterangkan di atas berdasarkan peranti USB2.0. Dalam proses kawat USB, kita perlu menangkap yang paling pendek, terikat dengan ketat, panjang yang sama, dan pengendalian konsisten garis perbezaan, dan memperhatikan kapasitas bawaan semasa garis kuasa USB. Pada dasarnya tiada masalah untuk menguasai prinsip di atas apabila peranti USB berfungsi.