สิ่งที่ต้องพิจารณาเมื่อออกแบบบอร์ด USB

ในการออกแบบ USB2.0 USB differential D plus /D- ทำงานในโหมดความเร็วสูง 480Mbps และนาฬิกาของระบบสามารถทำงานได้ที่ 12 MHz, 48 MHz และ 60 MHz มันเป็นของส่วนการออกแบบความเร็วสูงในการออกแบบฮาร์ดแวร์ มีหลายด้านที่ต้องให้ความสนใจเป็นพิเศษ เนื่องจากสาย USB มักจะสร้างเสาอากาศแบบโมโนโพล จึงต้องป้องกันไม่ให้กระแส RF ต่อเข้ากับสายเคเบิล

D plus /D-: สัญญาณดิฟเฟอเรนเชียลความเร็วสูง ซึ่งถูกรบกวนโดยสัญญาณรบกวนจากภายนอกได้ง่าย และส่งผลต่อคุณภาพการส่งสัญญาณ

สัญญาณพาวเวอร์ซัพพลาย VBUS: การกระเพื่อมของแหล่งจ่ายไฟบนพินสัญญาณพาวเวอร์ซัพพลายจะทำให้เกิดการรบกวนอย่างมากต่อสัญญาณการรับส่งข้อมูล ดังนั้นจึงต้องมีการกรอง และควรกรองสัญญาณภาคพื้นดินเพื่อลดการรบกวน ให้ความสนใจกับแรงดันไฟตกสำหรับโหลดกระแสสูงด้วย

D plus /D- การควบคุมความยาวเท่ากัน: เมื่อทำงานในโหมดความเร็วสูงหรืออัตรา USB3.0 จำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าสายไฟ D plus /D- มีความยาวเท่ากัน ระยะ D plus และ D– ไม่ควรมีความยาวต่างกันเกิน 50 ไมล์ (1.25 มม.) เพื่อหลีกเลี่ยงสัญญาณเอียงและเพื่อป้องกันผลกระทบจากแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ

รอย D plus และ D– ควรมีความยาวน้อยกว่า 3 นิ้ว (75 มม.) ขอแนะนำว่าความยาวของทั้งสองร่องรอยไม่เกิน 1 นิ้ว

ในการกำหนดเส้นทาง มุมฉากควรงอสองครั้งที่ 45 องศาหรือโค้งมน (แทนที่จะเป็นมุมฉาก 90 องศา )

การควบคุมอิมพีแดนซ์: D บวก /D- การเดินสายดิฟเฟอเรนเชียล, การควบคุมอิมพีแดนซ์ 90Ω±10 เปอร์เซ็นต์

No Stub (no fulcrum): เมื่อเพิ่มจุดทดสอบหรืออุปกรณ์บางอย่าง ให้พยายามตรวจสอบให้แน่ใจว่าสัญญาณส่วนต่างไม่มีจุดศูนย์กลาง ดังที่แสดงด้านล่าง:

ระนาบอ้างอิงที่สมบูรณ์: การใช้อิมพีแดนซ์ D บวก /D- ต้องใช้ระนาบอ้างอิงที่สมบูรณ์ ระนาบอ้างอิงแบบแยกส่วนไม่สามารถเกิดขึ้นได้ หากต้องไม่แสดงระนาบอ้างอิงแยกต่างหาก จะต้องเชื่อมต่อตัวเก็บประจุจัมเปอร์ดังที่แสดงด้านล่าง:

ตอนนี้การรวมชิปนั้นสูงมาก และการออกแบบอุปกรณ์ต่อพ่วงของ USB_โฮสต์นั้นค่อนข้างง่าย ดังที่แสดงด้านล่าง:

อุปกรณ์จำกัดกระแส: RT9702, โหลดมาตรฐาน USB2.0 ต้องการกระแสไฟสูงสุด 500mA จาก VBUS และจะถูกปิดหากเกิน 500mA

การป้องกันไฟฟ้าสถิต: SRV05 ป้องกันไฟฟ้าสถิตไม่ให้ทำลายสัญญาณของตัวเชื่อมต่อ วางไว้ใกล้กับอินเทอร์เฟซ USB

ลูกปัดแม่เหล็ก L1/L2: ขจัดสัญญาณรบกวนความถี่สูงบนสัญญาณกำลังไฟฟ้าและเพิ่มประสิทธิภาพการป้องกันการกระวนกระวายใจ ค่าความต้านทานของเม็ดแม่เหล็กอยู่ระหว่าง 47ohm และ 1000ohm (ที่ความถี่สัญญาณ 100MHz) วางไว้ใกล้กับขั้วต่อ

R157/R158: ตัวต้านทานที่ตรงกันเพื่อป้องกันสัญญาณเกิน ความต้านทานโดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 10Ω-33Ω วางไว้ใกล้กับคอนโทรลเลอร์ USB

CP1: ตัวเก็บประจุขนาดใหญ่ช่วยให้แน่ใจว่าแรงดันไฟฟ้า VBUS ลดลงมากเกินไปในขณะที่เสียบและถอดปลั๊ก หรือเมื่อมีการส่งข้อมูลจำนวนมาก และวางไว้ใกล้กับอินเทอร์เฟซ USB