本應(yīng)用筆記描述了通用串行總線，并提供了與USB3300的系統(tǒng)應(yīng)用相關(guān)的PCB布局敏感區(qū)域的信息。本文檔適用于在硬件設(shè)計(jì)，USB協(xié)議和USB 2.0規(guī)范方面眾所周知的設(shè)計(jì)人員。

介紹

通用串行總線（USB）能夠以480 Mbps的速度運(yùn)行。為了在高速數(shù)據(jù)速率下可靠地運(yùn)行，需要出色的信號(hào)完整性。PCB布局是保持信號(hào)完整性的關(guān)鍵組成部分。本文檔提供有關(guān)PCB布局的建議。

USB走線的受控阻抗

USB 2.0規(guī)范要求USB DP / DM走線標(biāo)稱保持90歐姆的差分阻抗（有關(guān)更多詳細(xì)信息，請(qǐng)參見USB規(guī)范Rev 2.0，第7.1.1.3段）。在這種設(shè)計(jì)中，跡線為14密耳寬，最小行距為7密耳。這些數(shù)字是在距地面參考平面13密耳的距離處得出的。在DP / DM線的正下方需要一個(gè)連續(xù)的接地平面，并且在DP / DM線的任一側(cè)至少要延伸5倍的間隔寬度。

保持接近90歐姆的差分阻抗。對(duì)于不同的電介質(zhì)厚度，銅重量或電路板堆疊，將需要重新計(jì)算走線寬度和間距。

在形狀和長(zhǎng)度方面保持DP / DM線之間的對(duì)稱性。

單端阻抗并不像差分阻抗那么重要，可接受的范圍是42到78ohms（等效地，共模阻抗必須在21 Ohms和39 Ohms之間）。

圖1顯示了具有大致相等的走線長(zhǎng)度和對(duì)稱性的DP / DM走線。

保持導(dǎo)體的寬度和間距以提供符合USB規(guī)范的差分和共模阻抗非常重要。使用45度轉(zhuǎn)角以最小化阻抗不連續(xù)性。

隔離DP / DM跡線

DP / DM走線必須與附近的電路和信號(hào)隔離。零件到直線的距離應(yīng)大于或等于跡線之間7 mil間距的距離的5倍。請(qǐng)勿在零件下方布線差分對(duì)。不要將DP / DM線與其他PCB走線交叉，除非走線位于DP / DM的接地層的相反側(cè)。將DP / DM走線布線在實(shí)體平面上，而不是在電源平面上。

USB連接器上的隔離屏蔽

圖2顯示Mini-AB連接器外殼通過交流電耦合到設(shè)備接地。

USB3300完全支持USB On-the-Go（OTG）PHY。外殼還通過鐵氧體磁珠FB2直流接地。工業(yè)慣例是僅將電纜屏蔽層的主機(jī)側(cè)接地。這樣做是為了提供電纜屏蔽，同時(shí)如果主機(jī)和設(shè)備接地之間存在電位差，則可以防止可能的接地電流流入U(xiǎn)SB電纜。如果只需要設(shè)備操作，則建議切斷FB2和連接器外殼之間的走線，以便僅將外殼的AC接地。

晶體振蕩器

晶體振蕩器對(duì)雜散電容和其他信號(hào)的噪聲敏感。它還會(huì)干擾其他信號(hào)并引起EMI噪聲。負(fù)載電容器，晶體電阻和并聯(lián)電阻應(yīng)放置得彼此靠近。負(fù)載電容器的接地線應(yīng)短接，并遠(yuǎn)離USB，VBUS電源線的返回電流。負(fù)載電容器的返回路徑應(yīng)為數(shù)字邏輯電源。

圖3示出了晶體振蕩器電路的示意圖。

圖4說明了晶體電路的建議PCB布局。所有組件都離USB線很遠(yuǎn)。

RBIAS

RBIAS電阻設(shè)置內(nèi)部電流源基準(zhǔn)。因此，RBIAS引腳是一個(gè)高阻抗節(jié)點(diǎn)，因此，在RBIAS走線上產(chǎn)生的任何噪聲都會(huì)直接影響內(nèi)部電流基準(zhǔn)，并對(duì)眼圖質(zhì)量產(chǎn)生負(fù)面影響。RBIAS電阻應(yīng)放置在靠近RBIAS引腳的位置，接地回路應(yīng)短接RBIAS，其接地方式應(yīng)與旁路電容器相同。電阻的走線應(yīng)非常短，并盡可能與附近的走線隔離。

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