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Exemple de Conception

Guide de Conception PCB USB

Maîtrisez la disposition PCB USB 2.0, 3.0 et USB4. Apprenez le routage de paires différentielles, la conception de connecteurs Type-C et les exigences d'intégrité du signal pour toutes les générations USB.

Liste de Vérification de Conception USB

  • Impédance différentielle 90Ω (±10%)
  • Correspondance de longueur P/N dans 5 mils
  • Maintenir le couplage de paire tout au long
  • Référencer un plan de masse solide
  • Ajouter une protection ESD près du connecteur

Spécifications USB par Version

VersionVitesseImpédancePaires DiffMatériauNotes
USB 2.0480 Mbps90Ω diff1FR-4D+/D- uniquement
USB 3.05 Gbps90Ω diff2FR-4+SuperSpeed TX/RX
USB 3.110 Gbps85Ω diff2Perte moyenneGen2
USB 3.220 Gbps85Ω diff4Perte moyenne2x2 voies
USB440 Gbps85Ω diff4Faible perteTunneling
USB4 v280 Gbps85Ω diff4Faible pertePAM3

Directives de Routage USB

USB 2.0 (Haute Vitesse)

  • 90Ω différentiel, 45Ω simple
  • Garder la paire D+/D- ensemble, minimiser l'espacement
  • Longueur de trace maximale ~6 pouces sans hub
  • Éviter les stubs et vias dans le chemin de signal

USB 3.x SuperSpeed

  • Paires TX et RX séparées (duplex intégral)
  • Condensateurs de couplage AC 100nF près du connecteur
  • Envisager un redrivers pour les longues traces
  • Matériau à perte moyenne pour Gen2 (10G)

FAQ

Quelle impédance est requise pour l'USB 3.0 ?

USB 3.0 SuperSpeed nécessite une impédance différentielle de 90Ω ±10% pour les paires TX et RX. La paire D+/D- USB 2.0 héritée dans le même connecteur nécessite également 90Ω. Utilisez des empilements d'impédance contrôlée et maintenez une géométrie de trace cohérente sur tout le parcours.

Comment router l'USB Type-C pour la réversibilité ?

L'USB Type-C utilise une configuration de broches symétrique pour la réversibilité. Routez les deux paires TX1/RX1 et TX2/RX2. Un IC multiplexeur ou un contrôleur Type-C gère la commutation de voies. Gardez les deux chemins de routage appariés en longueur. Les broches CC déterminent l'orientation et négocient les modes alimentation/données.

Quelle est la longueur maximale de trace pour l'USB 3.0 ?

L'USB 3.0 prend généralement en charge 3-5 pouces de trace PCB sans égalisation. Les routes plus longues nécessitent des IC redrivers/retimers. L'USB 3.1 Gen2 (10G) est plus sensible - limitez à 4 pouces. Le budget de perte est d'environ 8dB total à Nyquist. Utilisez la simulation de canal pour vérifier.