Čo treba zvážiť pri navrhovaní dosky USB

V prevedení USB2.0 funguje rozdiel USB D plus /D- vo vysokorýchlostnom režime 480 Mb/s a systémové hodiny môžu pracovať na frekvenciách 12 MHz, 48 MHz a 60 MHz. Patrí do vysokorýchlostnej konštrukčnej časti v dizajne hardvéru. Existuje mnoho aspektov, ktoré si vyžadujú osobitnú pozornosť. Pretože káble USB majú tendenciu vytvárať monopolné antény, musí sa zabrániť tomu, aby sa do kábla napojil RF prúd.

D plus /D-: Vysokorýchlostný diferenciálny signál, ktorý je ľahko rušený vonkajším šumom a ovplyvňuje kvalitu prenosu signálu.

Napájací signál VBUS: Zvlnenie napájacieho signálu na kolíku napájacieho signálu spôsobí veľké rušenie signálu prenosu dát, preto ho treba filtrovať. A pozemný signál by mal byť tiež filtrovaný, aby sa znížilo rušenie. Dávajte pozor aj na pokles napätia pri vysokom prúdovom zaťažení.

D plus /D- ovládanie rovnakej dĺžky: Pri práci vo vysokorýchlostnom režime alebo USB3.0 rýchlosti je potrebné zabezpečiť zapojenie D plus /D- rovnakej dĺžky. Stopy D plus a D– by sa nemali líšiť o viac ako 50 mil (1,25 mm) na dĺžku, aby sa zabránilo skresleniu signálu a aby sa zabránilo účinkom striedavého napätia

Stopy D plus a D– by mali byť dlhé menej ako 3 palce (75 mm). Odporúča sa, aby dĺžka dvoch stôp nebola väčšia ako 1 palec

Pri smerovaní by mal byť pravý uhol dvakrát ohnutý o 45 stupňov alebo zaoblený (namiesto pravého uhla 90 stupňov)

Riadenie impedancie: D plus /D- diferenciálne zapojenie, riadenie impedancie 90Ω±10 percent

No Stub (bez otočného bodu): Pri pridávaní testovacích bodov alebo niektorých zariadení sa snažte uistiť, že diferenciálny signál nemá žiadny otočný bod, ako je uvedené nižšie:

Kompletná referenčná rovina: Impedancia D plus /D-impedancia vyžaduje úplnú referenčnú rovinu, nemôžu sa vyskytnúť žiadne rozdelené referenčné roviny. Ak sa nesmú objaviť samostatné referenčné roviny, je potrebné pripojiť prepojovacie kondenzátory, ako je znázornené nižšie:

Teraz je integrácia čipu veľmi vysoká a periférny dizajn hostiteľa USB_je pomerne jednoduchý, ako je znázornené nižšie:

Zariadenie obmedzujúce prúd: RT9702, štandardná záťaž USB2.0 vyžaduje maximálny prúd 500 mA z VBUS a vypne sa, ak prekročí 500 mA

Elektrostatická ochrana: SRV05 zabraňuje statickej elektrine, aby poškodila signál konektora, umiestnite ho blízko rozhrania USB

Magnetické guľôčky L1/L2: Eliminujú vysokofrekvenčný šum na napájacích signáloch a zvyšujú výkon proti chveniu. Hodnota odporu magnetických guľôčok je medzi 47 ohmmi a 1000 ohmmi (pri frekvencii signálu 100 MHz), umiestnených v blízkosti konektora

R157/R158: Zodpovedajúce odpory na zabránenie prekmitu signálu, odpor je vo všeobecnosti medzi 10Ω-33Ω, umiestnený blízko ovládača USB

CP1: Veľký kondenzátor zaisťuje, že napätie VBUS príliš klesne v momente pripájania a odpájania alebo pri prenose veľkého množstva dát a je umiestnený v blízkosti rozhrania USB.