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标题: USB2.0 PCB Layout EMC 指导 [打印本页]

作者: 桃花岛主 时间: 2012-1-31 23:16
标题: USB2.0 PCB Layout EMC 指导
1. USB 2.0/ USB1.1 D+/D- 之訊號佈局概要
a.    USB D+/D- 訊號線 Keep 等長，平行，等距 ( 例: Figure-1, Figure - 2 ), 請勿以Figure:2b 方式佈線。裝置控制晶片靠近USB 連接器, 使USB 連接器 D+/D-訊號線至控制晶片之距離盡量短，建議線徑16 密爾以上，D+/D- PCB 板背面不要有其他訊號之走線。並注意15k 電阻連接方式。

Figure – 1

Figure – 2
b. D+/D- trace 與trace 間的距要與trace 等寬。
c. 每對D+/D-外圍加上包圍的地線(Guard Traces)。
d. D+/D-線上之Matching 電阻於Layout 時須盡量靠近chip 側，走線時請先以HSDP，HSDM，為優先 FSDP，FSDM 為次要考量。
e. D+/D- traces 避免使用貫穿孔佈線 (as Figure – 3)。

Figure –3
f. 設計避免使用二個USB Connector D+/D- traces 連接於同一晶片，並避免產生 Stub(分歧).
g. 單面placement 時請將0.1uF 的 bypass 電容安置在最靠近chip 的位置。雙面placement時請將0.1uF 的bypass 電容放在IC 的背面。
h. PCB 下方完整的GND 佈線，並加上每一平方公分至少一貫穿孔，如此會有較好的EMI 效果 (as Figure –4)。

Figure –4
i.    D+/D- traces 對於無法避免的狀況需作90 度轉折時，請做兩次45 度的轉折取代一次轉折。

2. 接地的探討與Power 佈局
接地設計，規劃妥善可使雜訊因傳導於地得宜而使得訊號乾淨，避免EMI 之輻射.
a. Power 及GND 以格子狀分布。
b. 使Power 平面比ground 平面小。
c. GND 使用多點接地，不用之區域儘可能填滿GND。接地面要盡量大及完整。
d. GND 與USB connector(Shielding GND)中預留Ferrite Bead。
g. 振盪器佈線周圍需有GND 包圍，如此才不至干擾其他訊號。
而振盪器的走線方面請將兩線平行且對稱，如此會有較好的振盪波形及EMI 效果。
e. Card Reader: Card Slot 插入口處儘可能填滿GND，裸露GND 金屬. 使雷擊之能量儘速傳導到地線.
f. CF 卡連接器裝置金屬彈片, 以接觸插入之CF 卡之金屬外殼傳導到地線, 使雷擊之能量儘速傳導到地線.

作者: weily 时间: 2012-3-31 10:40

15k 電阻連接方式，怎么没看到？有图？

作者: will 时间: 2012-5-2 15:45

看不到图，

作者: chiyu 时间: 2012-9-4 19:54

没看到图？？？

作者: 阿飞小白 时间: 2012-12-23 16:58

补充一些关于D+ D-布线的设计

1.D+ D-的最基本原则：第一，线长尽可能的短，第二，参考层保持完整；第三，GND guard trace 完整2.线长方面，能短则短，1000mil的也见过，没什么问题，但前提是参考层和包地完整，另外common choke上件
3.D+ D-转层打GNd via，和trace的距离有以下原则，clk、high speed、diff pair、等高速讯号线在50mil以上，其他讯号线在15或20mil以上即可
4.转角90度可以用两个45替代，或者圆角也可以。如果有小板上也有USB那么小板和主板的排线不要超过12"，此外，排线的接地PIn要尽可能的多

另外，关于USB出现问题有以下分析原则

1.首先排除USB cable的因素，这一点很重要，很多时候都是cable的屏蔽层质量不佳或者，USB CN接触不好造成的。
2.USB 基频最好从6MHz算，这样倍频会更全。
3.很多时候，USB 的频点是和USB 工作读取数据有关，有间歇性
4.频点超标可以使用的方法：双common choke ，Vcc 1000PF cap ；22pf以下的cap在D+ D-上
5.USB AGND与PGND分开用电容或bead连接
6.USB cable的屏蔽层可能会引起其他不是12Mhz 倍频的频点
7.必要的时候可以使用吸波材或者磁环

作者: 阿飞小白 时间: 2012-12-30 20:18

再增加一条，是关于有daughter board的情况
(, 下载次数: 18)

λ1+λ2+λ3≤18inch
λ1≤5inch
λ2≤12inch
λ3≤1inch

作者: 阿飞小白 时间: 2012-12-30 20:19

另外问岛主，USB的diff. pair上可以增加的电容最大不要超过多少？可以大于22Pf么？

作者: 阿飞小白 时间: 2012-12-30 20:23

还有一个问题，岛主关于USB端口的割地是怎么看的？看过一些自己接触的，有割地为UGND通过电容连接PGND的，也有不连接的，割地后真的会对ESD有效果么？

作者: 桃花岛主 时间: 2012-12-30 21:27
回复 7# 阿飞小白

看是USB3.0、USB2.0还是USB1.0啦，USB3.0速率太高了，还是不要加电容了，USB2.0加个15pF左右问题应该不大。

作者: 桃花岛主 时间: 2012-12-30 21:29
回复 8# 阿飞小白

差分对我觉得就直接割开，不用单点或桥连接了，GND或PGND直接接机壳。

作者: 阿飞小白 时间: 2012-12-30 21:37
回复 10# 桃花岛主

同意，其实2.0的我觉得不需要隔开。不过看很多笔记本的layout倒都是USB端口割地处理。

作者: top23 时间: 2013-6-24 09:10
谢谢分享

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