首页案例USB 设计
设计案例

USB PCB 设计指南

掌握 USB 2.0、3.0 和 USB4 PCB 布局。学习差分对布线、Type-C 连接器设计以及所有 USB 代的信号完整性要求。

USB 设计检查清单

  • 90Ω 差分阻抗 (±10%)
  • P/N 长度匹配在 5 密耳内
  • 始终保持对耦合
  • 参考实心地平面
  • 在连接器附近添加 ESD 保护

USB 版本规格

版本速度阻抗差分对材料备注
USB 2.0480 Mbps90Ω diff1FR-4仅 D+/D-
USB 3.05 Gbps90Ω diff2FR-4+SuperSpeed TX/RX
USB 3.110 Gbps85Ω diff2中损耗Gen2
USB 3.220 Gbps85Ω diff4中损耗2x2 通道
USB440 Gbps85Ω diff4低损耗隧道传输
USB4 v280 Gbps85Ω diff4低损耗PAM3

USB 布线指南

USB 2.0 (高速)

  • 90Ω 差分,45Ω 单端
  • 保持 D+/D- 对在一起,最小化间距
  • 最大走线长度约 6 英寸(无集线器)
  • 避免信号路径中的短截线和过孔

USB 3.x SuperSpeed

  • 分离 TX 和 RX 对(全双工)
  • 在连接器附近放置 100nF AC 耦合电容
  • 长走线考虑使用中继器
  • Gen2 (10G) 需要中损耗材料

FAQ

USB 3.0 需要什么阻抗?

USB 3.0 SuperSpeed 的 TX 和 RX 对都需要 90Ω ±10% 差分阻抗。同一连接器中的传统 USB 2.0 D+/D- 对也需要 90Ω。使用受控阻抗叠层,并在整个走线中保持一致的走线几何形状。

如何为 USB Type-C 的可逆性布线?

USB Type-C 使用对称引脚排列实现可逆性。布线 TX1/RX1 和 TX2/RX2 两对。多路复用器 IC 或 Type-C 控制器处理通道切换。保持两个布线路径的长度匹配。CC 引脚确定方向并协商电源/数据模式。

USB 3.0 走线的最大长度是多少?

USB 3.0 通常支持 3-5 英寸的 PCB 走线而无需均衡。更长的走线需要中继器/重定时器 IC。USB 3.1 Gen2 (10G) 更敏感 - 限制在 4 英寸内。奈奎斯特频率的总损耗预算约为 8dB。使用通道仿真进行验证。