Longitud del par diferencial USB

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Estoy enrutando una PCB que usa una conexión USB. Las trazas del par diferencial están a 10 mil de distancia entre sí, y tienen aproximadamente 1 mm de longitud diferente. ¿Va a ser un problema? ¿Cuál es la diferencia máxima recomendada en longitud y la distancia mínima entre ellos?

usb high-speed differential mFeinstein
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¿Qué velocidad (s) necesitas soportar?
Dave Tweed
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He publicado esto antes, pero no puedo encontrarlo. En esta publicación de blog puede encontrar un nano segundo descargable (en vacío): blog.jgc.org/2012/10/a-downloadable-nanosecond.html . Un nanosegundo implica 1GHz.
jippie
USB 2.0 de alta velocidad o alta velocidad?
Turbo J
@TurboJ USB 2.0 Full Speed
mFeinstein
¿Cuánto duran las huellas? Si es muy corto, entonces realmente no necesita preocuparse por la impedancia o igualar nada. Una buena regla general es que si la longitud de onda (período) de los bits es 12 veces más larga que su trazo, entonces no necesita preocuparse por nada.
Michael Fox

Respuestas:

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Si bien la longitud y la impedancia son importantes, el diferencial de longitud de 1 mm no afectará el rendimiento de su sistema de ninguna manera, incluso para usb-2.0 de alta velocidad.

De la especificación USB:

7.1.3 Inclinación del cable
La inclinación máxima introducida por el cable entre el par de señalización diferencial (es decir, D + y D- (TSKEW)) debe ser inferior a 100 ps y se mide como se describe en la Sección 6.7.

Suponiendo una velocidad de propagación perfecta (es decir, C, la velocidad de la luz), una longitud diferencial de ~ 2.99 cm produciría una inclinación de 100 ps. Como tal, su diferencia de longitud de traza de 1 mm no será un problema.

Agregado: en una PCB real, sus señales viajan más lentamente que la velocidad de la luz. Para una línea de banda (capa interna) se divide la velocidad de la luz en el vacío por la raíz cuadrada de la constante dieléctrica relativa (e_r). Entonces, alrededor de la mitad de la velocidad. Esto significa que 100ps es más como 15 mm. Para las capas externas, la velocidad es ligeramente mayor (alrededor del 10%).

Connor Wolf
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Se agregó un poco sobre la velocidad de propagación en una PCB real.
Rolf Ostergaard
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@RolfOstergaard: esa debería ser tu propia respuesta, no una edición.
Chris Stratton
@ChrisStratton Bueno ... ConnorWolf me ganó cuando me dio una respuesta decente que ya fue aceptada. Así que lo mejor que pude hacer fue hacerlo un poco más útil para aquellos de nosotros que no vivimos en el vacío :-) Espero que esté bien.
Rolf Ostergaard
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No, no es. No puede utilizar una edición para insertar sus propias ideas distintas en la respuesta altamente aceptada y altamente votada de otra persona. Si desea señalar un problema con una respuesta, hágalo en un comentario. O publica su propia alternativa que se evalúa por separado con su propia votación.
Chris Stratton
Para ser honesto, no me molestó mucho, pero creo que soy el que más se beneficia. Probablemente debería haber hecho las búsquedas de velocidades reales de propagación de PCB en mi respuesta original.
Connor Wolf
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No es la distancia, per se, lo que importa. Lo que importa es la impedancia de la línea de la tira o de la microcinta. Use cualquier calculadora en su software CAD o en línea para obtener un diferencial de 90 ohmios. La impedancia depende del espaciado de las trazas y su altura sobre el plano del suelo. Una calculadora de muestra está en eeweb .

La diferencia de 1 mm está bien a menos que esté utilizando SuperSpeed ​​USB 3.0.

Brian Carlton
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¿Sabes cómo hacerlo en Altium?
mFeinstein
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@mFeinstein: especifique el par D + / D- como líneas diferenciales en el esquema, y ​​en el editor de PCB establezca las reglas para los pares diferenciales. Puede especificar la distancia máxima desacoplada, la impedancia nominal y la diferencia de longitud máxima.
Connor Wolf
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@mFeinstein - Documentación de Altium sobre pares de diferencias de enrutamiento: wiki.altium.com/display/ADOH/…
Connor Wolf
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El factor más importante en el enrutamiento del par de diferencias en USB es la impedancia. Esto no está relacionado con la longitud sino con la geometría de las trazas entre sí y con el tablero.

Intel hace una buena referencia sobre esto para USB:

Pautas de diseño USB de alta velocidad

Extracto:

3.4 Coincidencia de longitud de rastreo USB de alta velocidad

Use las siguientes pautas de coincidencia de longitud de rastreo.

Las trazas de pares de señales USB de alta velocidad deben coincidir con la longitud de la traza. La disparidad máxima de la longitud de rastreo entre pares de señales USB de alta velocidad (como DM1 y DP1) no debe ser mayor de 150 mils.

Gustavo Litovsky
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Según la experiencia previa, la velocidad máxima de USB 2.0 (12 Mbps) puede sobrevivir a una diferencia de 1 mm (es necesario para la huella del conector USB-B, según recuerdo).

2.0 High Speed ​​y 3.0 pueden / serán diferentes / más temperamentales.

CoderTao
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