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2-capa de Alta Velocidad USB 2.0 de enrutamiento

En primer lugar:

  • Este es un one-off (o dos) proyecto hobby, nada más grave. Si esto fuera un diseño comercial, me gustaría ir 4-capa a la vez (aunque yo no sería el diseño de un proyecto de ese tipo en el primer lugar).
  • 4-capa es aceptable sólo si es REALMENTE necesario; tales tablas costo de no menos de dos veces como mucho en estas cantidades, y el 2-capa de PCB todavía cuesta más que los componentes combinados.
  • El objetivo es pasar la señal USB 2.0, sobre todo ileso, entre los dos conectores (USB-B USB-A, tanto en mujeres), nada más; mi PCB en realidad no utilizar la señal.

(Si estos puntos se mueve el post a "demasiado estrecha" territorio, siéntase libre de ignorar :-)

Entonces, la pregunta es: es esto posible, con resultados aceptables? El objetivo principal es, por supuesto, para permitir de Alta Velocidad (480 Mbit/s) de las comunicaciones.

De acuerdo con la especificación USB, el par diferencial debe tener un diferencial de impedancia de 90 ohm, y un a tierra impedancia característica de 30 ohm. Sin embargo, USB aparece a tolerar un poco justo de abuso; un SMSC aplicación de la nota (PDF) donde se discuten las 2 de la capa de USB 2.0 diseño de la PCB, se menciona que el single-ended impedancia no es tan crítico como el diferencial, y que "una de 45 a 80 ohm" gama es aceptable.

La junta de especificaciones son cobre de 1 onza, con 63 mil FR-4 en el medio.
De acuerdo a un par de impedancia calculadoras, tal como este (que, a menos que se lo he malinterpretado algo, no muestra el single-ended impedancia), parece que 50 mil trazas con 10 mil espaciado da ~90 ohm diferencial y ~80 ohm Z0.
(Los valores son desde el Saturno de PCB kit de herramientas de la calculadora, que es gratis, pero requiere descarga).

Las huellas estaría en el orden de 3 pulgadas de largo, y es probable que vaya en una U invertida en forma para ir cerca de los bordes del tablero, por lo que tengo espacio para enrutar todo lo demás (sub-MHz señales sólo) sin romper el plano de tierra bajo el USB huellas.

Yo, por supuesto, darse cuenta de que todo el esfuerzo es un poco loco; sin embargo, de nuevo, es un hobby de la junta, y que parece haber sido hecho por compañías serias así.
De alta velocidad es en realidad todavía un poco más allá de mí, pero el resto del proyecto es simple, necesito obtener esta señal a través de la PCB y todo lo demás es un pedazo de la torta.

Si te lo perdiste, la principal pregunta es: es esto posible, con resultados aceptables?
Si hay mejor 2-capa de los métodos de enrutamiento (por ejemplo, este artículo utiliza la guía de ondas coplanar de enrutamiento para este propósito), por favor lo diga. No puedo encontrar mucha información (que es a la vez detallada y comprensible, pero sin detalles o ecuación/calculadora de menciones) acerca de todo esto.

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userid53 Puntos 116

Resumiendo comentario trail como una respuesta:

El requisito es un diseño de PCB para un paso intermedio entre USB2.0 a y B de los conectores en la placa PCB. El resto del circuito en el PCB no interactúa con el USB de la ruta de la señal.

Propuesta de solución:

Cambiando la disposición física de los dos sockets para estar cerca juntos, en lugar de lados opuestos de la placa como se había previsto originalmente, la traza de la señal de longitud y efecto de transmisión preocupaciones se alivian.

Además, mediante el establecimiento de los dos conectores en ángulo recto el uno al otro, en una esquina de la zona del tablero, la necesidad de dejar espacio entre ellos para permitir el paso de cables para ser enchufado, se dirige: Los cables se conectan a lo largo de los diferentes bordes de la junta y no se toquen unos a otros.

Esto permite la simplificación de enrutamiento así:

  • La recomendación para la igualdad de la longitud de las trayectorias de la señal es inherentemente dirigida
  • El acuerdo de no interferir con el resto del diseño de la PCB, como lo es en una esquina
  • Con el indicado pequeño rastro de longitud, la línea de transmisión y antena efectos son insignificantes para USB 2.0 de Alta Velocidad de las transmisiones

Corner layout of USB sockets (publicado por OP).


La preocupación de que puede necesitar abordar:

  • Física robustez de PCB para lidiar con el estrés de la repetida cable de inserciones - Un perno de montaje en la esquina entre los conectores debe abordar este.
  • Efectivos de la longitud total de cable USB, añadiendo el lado a y B-lado de los cables, pueden superar los USB longitud de cable máxima. El muy corto PCB sección de actuar meramente como una extensión del cable.
  • Soluciones creativas necesarias para la adecuada boxeo de la junta con los conectores en la esquina.

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