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【分享评测,赢取加热台】PCB布局技巧之USB接口

高工
2024-03-31 19:35 1楼

USB定义及基本类型

通用串行总线(英语:Universal Serial Bus,缩写:USB)是一种串口总线标准,也是一种输入输出接口的技术规范,被广泛地应用于个人电脑和移动设备等信息通讯产品,并扩展至摄影器材、数字电视(机顶盒)、游戏机等其它相关领域。最新一代是USB4,传输速度为40Gbit/s,三段式电压5V/12V/20V,最大供电100W ,新型的Type C 接口允许正反盲插。

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USB 正式诞生于1996 年,最早USB1.0 的理论传输速率只有1.5Mbps(0.18MB/s),属于“LowSpeed”标准。

1998 年,USB1.1 标准更新,将理论传输速率提升到了12Mbps(1.5MB/s),并被冠以“Full Speed”的名号。

2001 年,号称“High Speed”的USB2.0 标准问世,拥有480Mbps(60MB/s)的理论传输速率。

2010 年,我们最熟悉的USB3.0 降临,传输速率进一步提升到了5Gbps(625MB/s)。

2013 年,“Super Speed”的USB 3.1 Gen2 的数据传输速度提升可至速度10Gbps。

USB4.0,通过双通道传输,USB4 的理论最大传输速度应该可以达到40 Gbps。

常用管脚定义:

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USB布局布线要求:

1)USB 芯片靠近USB 接口放置,USB 接口靠近板边放置,并伸出板边一定位置,方便插拔;

2)ESD、共模电感器件靠近USB 接口,放置的顺序是ESD-共模电感-阻容;同样的注意ESD 和USB 的距离,留有1.5mm 的间距,考虑后焊的情况,如下图所示

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3)USB 要走差分,一般阻抗控制为90 欧姆,差分走线与其他信号线之间保持5W 的间距,并包地处理,总长度最好不要超过1800mil;组内差分线(N/P)等长误差为±5mil;

4)为了抑制电磁辐射,USB 的差分线优先走在内层,并保证走线有一个完整的参考平面(最好为地平面),避免走线跨分割现象;

5)USB 差分在走线的时候,尽可能的减少换层过孔,过孔会造成线路阻抗的不连续,在每次打孔换层的地方加一对回流地过孔,用于信号回流换层,如下图所示:

4.png

6)若USB 两边定位柱接的是保护地,分割的时候保证与GND 的距离,分割线的宽度为40mil,并在保护地区域多打孔,保证充分连接,并用磁珠与GND 进行跨接。


院士
2024-04-01 06:16 2楼

谢谢楼主的分享~!

专家
2024-04-01 08:32 3楼

谢谢分享

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