Comprensión de los requisitos de impedancia de extremo único y diferencial USB

La impedancia de un solo extremo es la traza de impedancia con referencia a tierra.

La impedancia diferencial es la impedancia entre dos trazas de señal de par diferencial.

Así que creo que ambos deben combinarse si desea trabajar a alta frecuencia nominal. También debe estar dentro del rango de tolerancia, ya que en el caso de USB es del 15%.

Referencia: http://www.ti.com/lit/an/slla414/slla414.pdf (Página # 6)

Creo que están hablando de dos conjuntos diferentes de cables en diferentes generaciones del estándar.

La primera oración se refiere a SDP, los dos pares diferenciales blindados introducidos en USB 3.0 para un rendimiento de 5 Gbps. Suelen ser pares trenzados blindados. Su$Z_{diff} < 2 Z_o$.

La segunda oración habla de Supervelocidad mejorada, la señalización de 10 Gbps introducida con USB 3.1. Estos pueden ser pares trenzados blindados (de alto grado), pero también pueden ser cables microcoaxiales individuales, uno para la señal directa e invertida de cada par diferencial. En este último caso, debido a que hay poco o ningún acoplamiento mutuo entre las señales + y -,$Z_{diff} \approx 2 Z_o$.

La impedancia SE está controlada principalmente por el ancho de la traza y el espaciado del plano.

La impedancia diferencial para pares muy separados es el doble del valor de un solo extremo. A medida que acerca las dos pistas, la impedancia diferencial disminuirá hasta que esté bien.

Por lo tanto, elija el ancho del trazo y el grosor del preimpregnado para que coincidan con la impedancia SE, luego elija el espaciado de pares para que coincida con la impedancia diferencial.

Un factor nominal de 2 exige bastante espacio. Mi objetivo es llegar dentro de la tolerancia especificada. Pero también recuerdo que algunas personas dijeron (por ejemplo, Rick hartley) que enrutar los dos cables en diferentes áreas de la placa no causa problemas si se hace correctamente... así que tal vez solo siga la coincidencia de longitud y no haga un par de diferencias en absoluto.

Mi recomendación es usar pares "flojamente acoplados" para esto. Si tiene espacio, enrute 2 trazas SE con 45 ohm Z0 usando la misma ruta. Manténgalos separados por 3 o más anchos de trazo. Esto dará como resultado aproximadamente 90 ohmios (Zdiff). Lo mejor es ejecutar estos trazos uno al lado del otro (con un espacio constante) y hacer coincidir sus longitudes. Esto le brinda el beneficio de que las señales del agresor se acoplan a ambos (y, por lo tanto, el receptor diferencial las ignora en gran medida).