charles1986

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【转载】USB的阻抗匹配问题

2020-9-23 09:09:18 显示全部楼层

总结:低速和全速时最好进行阻抗匹配  源端串联或终端并联90ohm   ,高速时不需要。

USB 可以自动选择HS(High-Speed,高速,480 Mbps)、FS(Full-Speed,全速,12Mbps)和LS(Low-Speed,低速,1.5Mbps)三种模式中的一种。

USB电平:电源线是5V,为USB设备提供最大500mA的电流,它与数据线上的电平无关,数据线是差分信号,通常D+和D-在+400mV~-400mV间变化。

当D+比D-大200mV时为1,  D+比D-小200mV时为0,

在低速和全速的时候是电压驱动型,而在高速的时候是电流驱动型的,所以在高速的时候不要传入电阻.

无论是RS485、CAN总线、USB。都是需要加终端电阻进行阻抗匹配的,许多工程师对终端电阻的理解不是很清楚,甚至因为程序上能正常通讯,所以就索性省去了终端电阻。

1、未加终端电阻的波形(可以通讯):可看到波形有明显的过冲和振铃问题。

2、加上终端电阻后的波形(波形稳定性增强): 仅有少量的高频噪声


网上所说的匹配电阻都是在全速和低速模式下的,低速 全速模式下为电压驱动的,驱动器具有一定输出阻抗(一般较小),USB线的特性阻抗为90ohm所以要想源端与USB线匹配就需要串电阻,具体阻值是要根据驱动器的输出阻抗来决定的,即要求源端差分阻抗=USB线差分特性阻抗;而要终端匹配的话就需要并联电阻了(终端的阻抗一般很大),在驱动能力不强的情况下根本就没法实现;至于匹配电阻要放在源端还是终端,因为USB是双向的,所以要匹配源端的话则应串在源端,要匹配终端的话则并联放在终端。

在低速和全速模式下是电压驱动的,驱动电压为3.3V,但在高速模式下是电流驱动的,驱动电流为17.78mA,接入匹配电阻反而会降低信号的质量。



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charles1986

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charles1986 2020-9-23 09:28:26 显示全部楼层
几个常用差分线的 线距 和 线宽
(1)LVDS布线规则。要求LVDS信号差分走线,线宽7mil,线距6mil,目的是控制HDMI的差分信号对阻抗为100+-15%欧姆;
(2)USB布线规则。要求USB信号差分走线,线宽10mil,线距6mil,地线和信号线距6mil;
(3)HDMI布线规则。要求HDMI信号差分走线,线宽10mil,线距6mil,每两组HDMI差分信号对的间距超过20mil;
(4)DDR布线规则。DDR1走线要求信号尽量不走过孔,信号线等宽,线与线等距,走线必须满足2W原则,以减少信号间的串扰,对DDR2及以上的高速器件,还要求高频数据走线等长,以保证信号的阻抗匹配。保持信号传输的完整性,防止由于地线分割引起的“地弹现象”。
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