關於USB線路板的小知識

由於擁有成本低、速度快、能夠實現同步傳輸等特點。USB已經成為目前最主流的有線傳輸技術。幾乎所有配備藉口的設備都已經採用了USB2.0協議。技術看似不難，卻成為硬體工程師的入門時的一大難點，很多人在組裝好電路板之後USB並不能進行正常的工作。因為針對USB進行佈線時，只有理論知識是不夠的，一些經驗的價值也是非常重要的。

在USB的協議當中，規定了若要對數位信號進行傳輸，必定需要兩根差分信號線（D+、D-）。若要USB設備工作穩定差分信號線就必須嚴格按照差分信號的規則來佈局佈線。根據筆者多年USB相關產品設計與調試經驗，總結以下注意要點：

1.在元件佈局時，儘量使差分線路最短，以縮短差分線走線距離

2.優先繪製差分線，一對差分線上儘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。

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。

4.差分串接阻容，測試點，上下拉電阻的擺放。

5、由於管腳分佈、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，時序會發生偏移，還會引入共模干擾，降低信號品質。所以，相應的要對差分對不匹配的情況做出補償，使其線長匹配，長度差通常控制在5mil以內，補償原則是哪裡出現長度差補償哪裡。

6、為了減少串擾，在空間允許的情況下，其他信號網路及地離差分線的間距至少20mil（20mil是經驗值），覆地與差分線的距離過近將對差分線的阻抗產生影響。

7、USB的輸出電流是500mA，需注意VBUS及GND的線寬，若採用的1Oz的銅箔，線寬大於20mil即可滿足載流要求，當然線寬越寬電源的完整性越好。 普通USB設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USB設備工作速度是480Mbits/s，只做到以上幾點是不夠的，我們還需對差分信號進行阻抗控制，控制差分信號線的阻抗對高速數位信號的完整性是非常重要的。 因為差分阻抗影響差分信號的眼圖、信號頻寬、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（具體值參照晶片手冊指導），差分線阻抗與線寬W1、W2、T1成反比，與介電常數Er1成反比，與線間距S1成正比，與參考層的距離H1正比，

熟記其中的經驗與注意事項，相信這些經驗與教訓一定能夠為大家帶來不少啟發並節省大量的開發時間。