USB電路板layout不得不看的7條建議

USB是一種快速、雙向、同步傳輸、廉價、方便使用的可熱拔插的串行接口。由于數(shù)據(jù)傳輸快，接口方便，支持熱插拔等優(yōu)點(diǎn)使USB設(shè)備得到廣泛應(yīng)用。目前，市場上以USB2.0為接口的產(chǎn)品居多，但很多硬件新手在USB應(yīng)用中遇到很多困擾，往往PCB裝配完之后USB接口出現(xiàn)各種問題

比如通訊不穩(wěn)定或是無法通訊，檢查原理圖和焊接都無問題，或許這個時候就需懷疑PCB設(shè)計不合理。繪制滿足USB2.0數(shù)據(jù)傳輸要求的PCB對產(chǎn)品的性能及可靠性有著極為重要的作用。

USB協(xié)議定義由兩根差分信號線（D+、D-）傳輸數(shù)字信號，若要USB設(shè)備工作穩(wěn)定差分信號線就必須嚴(yán)格按照差分信號的規(guī)則來布局布線。根據(jù)筆者多年USB相關(guān)產(chǎn)品設(shè)計與調(diào)試經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)以下注意要點(diǎn)：

1.在元件布局時，盡量使差分線路最短，以縮短差分線走線距離（√為合理的方式，×為不合理方式）；

2.優(yōu)先繪制差分線，一對差分線上盡量不要超過兩對過孔（過孔會增加線路的寄生電感，從而影響線路的信號完整性），且需對稱放置（√為合理的方式，×為不合理方式）；

3.對稱平行走線，這樣能保證兩根線緊耦合，避免90°走線，弧形或45°均是較好的走線方式（√為合理的方式，×為不合理方式）；

4.差分串接阻容，測試點(diǎn)，上下拉電阻的擺放（√為合理的方式，×為不合理方式）；

5.由于管腳分布、過孔、以及走線空間等因素存在使得差分線長易不匹配，而線長一旦不匹配，時序會發(fā)生偏移，還會引入共模干擾，降低信號質(zhì)量。所以，相應(yīng)的要對差分對不匹配的情況作出補(bǔ)償，使其線長匹配，長度差通常控制在5mil以內(nèi)，補(bǔ)償原則是哪里出現(xiàn)長度差補(bǔ)償哪里；

6.為了減少串?dāng)_，在空間允許的情況下，其他信號網(wǎng)絡(luò)及地離差分線的間距至少20mil(20mil是經(jīng)驗(yàn)值)，覆地與差分線的距離過近將對差分線的阻抗產(chǎn)生影響；

7.USB的輸出電流是500mA，需注意VBUS及GND的線寬，若采用的1Oz的銅箔，線寬大于20mil即可滿足載流要求，當(dāng)然線寬越寬電源的完整性越好。

普通USB設(shè)備差分線信號線寬及線間距與整板信號線寬及線間距一致即可。然而當(dāng)USB設(shè)備工作速度是480 Mbits/s，只做到以上幾點(diǎn)是不夠的，我們還需對差分信號進(jìn)行阻抗控制，控制差分信號線的阻抗對高速數(shù)字信號的完整性是非常重要的。

因?yàn)椴罘肿杩褂绊懖罘中盘柕难蹐D、信號帶寬、信號抖動和信號線上的干擾電壓。差分線阻抗一般控制在90（±10%）歐姆(具體值參照芯片手冊指導(dǎo))，差分線阻抗與線寬W1、W2、T1成反比，與介電常數(shù)Er1成反比，與線間距S1成正比，與參考層的距離H1正比，如下圖是差分線的截面圖。

下圖為四層板的參考疊層，其中中間兩層為參考層，參考層通常為GND或Power，并且差分線所對應(yīng)的參考層必須完整，不能被分割，否則會導(dǎo)致差分線阻抗不連續(xù)。若是以圖 2疊層設(shè)計四層板，通常設(shè)計時差分線采用4.5mil的線寬及5.5mil的線間距既可以滿足差分阻抗90Ω。

然而4.5mil線寬及5.5mil線間距只是我們理論設(shè)計值，最終電路板廠依據(jù)要求的阻抗值并結(jié)合生產(chǎn)的實(shí)際情況和板材會對線寬線間距及到參考層的距離做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

以上所描述的布線規(guī)則是基于USB2.0設(shè)備，在USB布線過程中把握差分線路最短、緊耦合、等長、阻抗一致且注意好USB電源線的載流能力，掌握好以上原則USB設(shè)備運(yùn)行基本沒問題。

今天的內(nèi)容就到這了，如果您對文章內(nèi)容方面還有疑問，可以掃描下方二維碼，會有專門的老師幫你解決。

掃描失敗可添加微信號：18138814636

﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌

免責(zé)聲明：內(nèi)容整理自網(wǎng)絡(luò)，版權(quán)歸原作者所有，如涉及作品版權(quán)問題，請及時與我們聯(lián)系，謝謝！

————你可能錯過的往期干貨，更多干貨請點(diǎn)擊文末閱讀原文————

向上劃動即可查看更多哦

電子發(fā)燒友熱文推薦

1、華為卷入美國政府權(quán)力“黑洞”漩渦，中國芯能否遇強(qiáng)則強(qiáng)？

2、經(jīng)典！一文講透靜電保護(hù)（ESD）原理和設(shè)計

3、55條模電數(shù)電學(xué)習(xí)筆記，記得一定要看！

4、114個實(shí)用電子小常識，一般人都不知道！

5、關(guān)于射頻芯片，看這一篇就夠了?。ǜ韶浭詹兀?/span>

6、無刷電機(jī)與有刷電機(jī)的區(qū)別，這樣看一目了然！

7、55頁P(yáng)PT！很火的MOS管電路工作原理及詳解，沒有之一！

8、超經(jīng)典的機(jī)械原理動圖合集，足足看了十遍，過癮！

9、這些元器件基礎(chǔ)知識都不懂，怎么混電子圈！

10、史上最強(qiáng)單片機(jī)科普，看完給跪了！

11、震悍！80張傳感器工作原理動圖匯總

12、終于有人講透了什么是機(jī)器視覺！

13、盤點(diǎn)當(dāng)今市面主流單片機(jī)，總有一款適合你！

14、只需7步，秒懂MOS管選型！

15、單片機(jī)實(shí)用工具大全，超級贊，工程師必備！

電子發(fā)燒友拆解及DIY推薦

1、大神教你DIY | 如何用一塊FPGA開發(fā)板制作音樂盒？！

2、DIY一個太陽充電器，僅需六步！準(zhǔn)工程師表示：秒懂！

3、四旋翼 DIY高大上！用STM32單片機(jī)搞定四旋翼無人機(jī)飛控

4、簡單實(shí)用，5分鐘教你DIY個人電子名片（工程師標(biāo)配）

5、史上最具創(chuàng)意鬼才10大DIY詳細(xì)集錦，你趕緊看看吧?。ㄊ詹匕妫?/span>

6、重磅！國外牛人教你DIY固態(tài)特斯拉線圈（附詳細(xì)流程）

7、四軸飛行器DIY全教程合集（程序+原理圖+四軸PID）

8、暴力拆解特斯拉電池組，探究美帝黑科技?。@呆了?。?/a>

電子發(fā)燒友學(xué)院精選

1、限時！免費(fèi)！3節(jié)FPGA課程，快搶！

2、【學(xué)院推薦】LabVIEW與PLC如何進(jìn)行Modbus通信？

3、【學(xué)院推薦】什么是 BLDC 電機(jī)換向的最有效方法？

4、【學(xué)院推薦】LabVIEW編程實(shí)例：手把手教你按鍵監(jiān)視小軟件的實(shí)現(xiàn)

5、【學(xué)院推薦】PCB工程師不得不看：超級實(shí)用AD常用快捷鍵總結(jié)

6、想升職加薪走向人生巔峰？你需要了解一下LabVIEW了

電子發(fā)燒友活動推薦

1、關(guān)于ESD原理及防護(hù)，這篇文章太專業(yè)了！點(diǎn)贊！（征文）

2、工程師搞PCB設(shè)計，到底該學(xué)哪款軟件？——PADS篇

3、超強(qiáng)的四軸無人機(jī)飛控源代碼，支持STM32所有系列（附項(xiàng)目資料）

4、11個電源設(shè)計小技巧，看完提高一半的工作效率?。ǜ劫Y料下載）

5、從菜鳥到高手，學(xué)習(xí)arm32位單片機(jī)的必經(jīng)之路，給大家分享個人經(jīng)驗(yàn)!

6、2G資料！FPGA入門進(jìn)階必看資源合集（免費(fèi)下載）

7、學(xué)好LLC開關(guān)電源設(shè)計，你必須要弄懂的原理知識（文末送資料大禮包）

電子發(fā)燒友電路精選

1、【匯總】led燈驅(qū)動電源電路圖大全（收藏版）

2、20個超經(jīng)典模擬電路，工程師你知道幾個？（收藏：附答案下載）

3、學(xué)好單片機(jī)必須要了解的的8個電路設(shè)計

4、單片機(jī)11種常見的電路設(shè)計模塊

5、新手如何看懂電路圖？有哪些必要的知識點(diǎn)？

6、99%的工程師都不了解三極管放大電路原理

7、太牛了！電路圖符號超強(qiáng)科普，不懂物理也能輕松看懂電路圖?。ㄍ扑]收藏）

8、555定時器常見應(yīng)用及50個經(jīng)典設(shè)計電路

電子發(fā)燒友資料精選

1、最全STM32智能小車資料！帶原理圖、源代碼、完整論文

2、STM32大神筆記，超詳細(xì)單片機(jī)學(xué)習(xí)匯總資料（干貨分享）

3、工程師快速提升技能就看這份資料——固態(tài)繼電器(SSR)使用指南

4、承包你的電路圖資料！請收下這份國內(nèi)外精選電路圖集

5、一年的精華都在這里了！2018年度精選資料大集合

6、測量電子電路設(shè)計資料大全（電路圖集+設(shè)計方案+制作流程）

7、無刷電機(jī)資料大全（基本原理+接線方法+解決方案）

電子發(fā)燒友熱文推薦

1、華為卷入美國政府權(quán)力“黑洞”漩渦，中國芯能否遇強(qiáng)則強(qiáng)？

2、經(jīng)典！一文講透靜電保護(hù)（ESD）原理和設(shè)計

3、55條模電數(shù)電學(xué)習(xí)筆記，記得一定要看！

4、114個實(shí)用電子小常識，一般人都不知道！

5、關(guān)于射頻芯片，看這一篇就夠了?。ǜ韶浭詹兀?/span>

6、無刷電機(jī)與有刷電機(jī)的區(qū)別，這樣看一目了然！

7、55頁P(yáng)PT！很火的MOS管電路工作原理及詳解，沒有之一！

8、超經(jīng)典的機(jī)械原理動圖合集，足足看了十遍，過癮！

9、這些元器件基礎(chǔ)知識都不懂，怎么混電子圈！

10、史上最強(qiáng)單片機(jī)科普，看完給跪了！

11、震悍！80張傳感器工作原理動圖匯總

12、終于有人講透了什么是機(jī)器視覺！

13、盤點(diǎn)當(dāng)今市面主流單片機(jī)，總有一款適合你！

14、只需7步，秒懂MOS管選型！

15、單片機(jī)實(shí)用工具大全，超級贊，工程師必備！

電子發(fā)燒友拆解及DIY推薦

1、大神教你DIY | 如何用一塊FPGA開發(fā)板制作音樂盒？！

2、DIY一個太陽充電器，僅需六步！準(zhǔn)工程師表示：秒懂！

3、四旋翼 DIY高大上！用STM32單片機(jī)搞定四旋翼無人機(jī)飛控

4、簡單實(shí)用，5分鐘教你DIY個人電子名片（工程師標(biāo)配）

5、史上最具創(chuàng)意鬼才10大DIY詳細(xì)集錦，你趕緊看看吧?。ㄊ詹匕妫?/span>

6、重磅！國外牛人教你DIY固態(tài)特斯拉線圈（附詳細(xì)流程）

7、四軸飛行器DIY全教程合集（程序+原理圖+四軸PID）

8、暴力拆解特斯拉電池組，探究美帝黑科技！（驚呆了?。?/a>

電子發(fā)燒友學(xué)院精選

1、限時！免費(fèi)！3節(jié)FPGA課程，快搶！

2、【學(xué)院推薦】LabVIEW與PLC如何進(jìn)行Modbus通信？

3、【學(xué)院推薦】什么是 BLDC 電機(jī)換向的最有效方法？

4、【學(xué)院推薦】LabVIEW編程實(shí)例：手把手教你按鍵監(jiān)視小軟件的實(shí)現(xiàn)

5、【學(xué)院推薦】PCB工程師不得不看：超級實(shí)用AD常用快捷鍵總結(jié)

6、想升職加薪走向人生巔峰？你需要了解一下LabVIEW了

電子發(fā)燒友活動推薦

1、關(guān)于ESD原理及防護(hù)，這篇文章太專業(yè)了！點(diǎn)贊！（征文）

2、工程師搞PCB設(shè)計，到底該學(xué)哪款軟件？——PADS篇

3、超強(qiáng)的四軸無人機(jī)飛控源代碼，支持STM32所有系列（附項(xiàng)目資料）

4、11個電源設(shè)計小技巧，看完提高一半的工作效率?。ǜ劫Y料下載）

5、從菜鳥到高手，學(xué)習(xí)arm32位單片機(jī)的必經(jīng)之路，給大家分享個人經(jīng)驗(yàn)!

6、2G資料！FPGA入門進(jìn)階必看資源合集（免費(fèi)下載）

7、學(xué)好LLC開關(guān)電源設(shè)計，你必須要弄懂的原理知識（文末送資料大禮包）

電子發(fā)燒友電路精選

1、【匯總】led燈驅(qū)動電源電路圖大全（收藏版）

2、20個超經(jīng)典模擬電路，工程師你知道幾個？（收藏：附答案下載）

3、學(xué)好單片機(jī)必須要了解的的8個電路設(shè)計

4、單片機(jī)11種常見的電路設(shè)計模塊

5、新手如何看懂電路圖？有哪些必要的知識點(diǎn)？

6、99%的工程師都不了解三極管放大電路原理

7、太牛了！電路圖符號超強(qiáng)科普，不懂物理也能輕松看懂電路圖?。ㄍ扑]收藏）

8、555定時器常見應(yīng)用及50個經(jīng)典設(shè)計電路

電子發(fā)燒友資料精選

1、最全STM32智能小車資料！帶原理圖、源代碼、完整論文

2、STM32大神筆記，超詳細(xì)單片機(jī)學(xué)習(xí)匯總資料（干貨分享）

3、工程師快速提升技能就看這份資料——固態(tài)繼電器(SSR)使用指南

4、承包你的電路圖資料！請收下這份國內(nèi)外精選電路圖集

5、一年的精華都在這里了！2018年度精選資料大集合

6、測量電子電路設(shè)計資料大全（電路圖集+設(shè)計方案+制作流程）

7、無刷電機(jī)資料大全（基本原理+接線方法+解決方案）

最具有學(xué)習(xí)價值的電子發(fā)燒友社群邀請你加入

添加發(fā)燒友小助手

加入“發(fā)燒友微信群”交流，

THE END

1、加Lwangzi312為好友，進(jìn)入電子行業(yè)交流大群

嵌入式軟件|可編程邏輯|C語言|linux|單片機(jī)|LabVIEW|微機(jī)原理|RF/無線|PCB設(shè)計|IC設(shè)計|電源設(shè)計|模擬技術(shù)|機(jī)器人|測試測量|Java|AR/VR|前端開發(fā)|大數(shù)據(jù)|python|STM32|FPGA|四軸算法|BLDC

2、加Lwangzi312為好友，進(jìn)入電子行業(yè)城市交流群

深圳39591|北京26276|上海24794|廣州15554|西安11854|成都10678|杭州10600|蘇州10141|南京9735|武漢9204|東莞7960|天津6610|重慶6319|合肥5096|長沙4832|青島4427|鄭州4425|佛山4176|寧波3774|無錫3617|廈門3569|惠州2893

更多精彩內(nèi)容，請戳閱讀原文