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Rechner für USB-Abschluss und Signalintegrität

Berechnen Sie die Werte für den USB-Bus-Abschlusswiderstand, die Differenzimpedanz, die Kabelausbreitungsverzögerung, die Signalanstiegszeit und die Augenöffnung für USB 2.0 und USB 3.0

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Formel

R_term = Z₀; t_pd = L/v_prop

R_term— Termination resistor (Ω)
Z₀— Characteristic impedance (Ω)
t_pd— Propagation delay (ns)
v_prop— Signal propagation velocity (~0.2c) (m/s)

Wie es funktioniert

Die USB-Terminierung ist ein kritischer Aspekt der Signalintegrität in USB-Kommunikationsprotokollen (Universal Serial Bus). Bei digitalen Hochgeschwindigkeitsschnittstellen sorgt eine korrekte Terminierung für eine minimale Signalreflexion, reduziert elektromagnetische Störungen und sorgt für eine gleichbleibende Signalqualität über alle Übertragungsleitungen hinweg. Die Abschlusswiderstände werden in der Regel am Ende der Kommunikationsstrecke platziert, um der charakteristischen Impedanz der Übertragungsleitung zu entsprechen, die bei USB 2.0- und USB 3.0-Differenzpaaren normalerweise 90 Ohm beträgt.

Bearbeitetes Beispiel

Stellen Sie sich ein USB 2.0-Hochgeschwindigkeits-Differentialpaar mit einer Zielimpedanz von 90 Ohm vor. Wenn die Leiterbahnlänge 10 cm beträgt und die Stromanstiegszeit 500 Pikosekunden beträgt, müsste bei der Berechnung des Abschlusswiderstands der geeignete serielle und parallele Anschluss bestimmt werden, um Signalreflexionen zu minimieren. Unter Anwendung der Formel für die Impedanz der Übertragungsleitung und unter Berücksichtigung der Signaleigenschaften würde ein Techniker präzise 45-Ohm-Widerstände auswählen, um ein paralleles Abschlussnetzwerk zu schaffen, das der Leitungsimpedanz entspricht und Signalunterbrechungen reduziert.

Praktische Tipps

  • ✓Verwenden Sie für den USB-Anschluss immer Präzisionswiderstände mit enger Toleranz (1% oder besser)
  • ✓Platzieren Sie Abschlusswiderstände so nah wie möglich am Stecker oder Transceiver
  • ✓Erwägen Sie Strategien zur Differential- und Gleichtaktbeendigung
  • ✓Verwenden Sie geeignete PCB-Layouttechniken, um Signalreflexionen zu minimieren

Häufige Fehler

  • ✗Verwendung falscher Widerstandswerte für den spezifischen USB-Standard
  • ✗Platzieren Sie die Abschlusswiderstände zu weit von der Signalquelle entfernt
  • ✗Vernachlässigung des Einflusses der Leiterbahngeometrie auf die Signalintegrität

Häufig gestellte Fragen

Der USB-Abschluss verhindert Signalreflexionen, reduziert elektromagnetische Störungen und gewährleistet eine zuverlässige Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung, indem die Übertragungsleitungsimpedanz angepasst wird.
Für USB 2.0- und USB 3.0-Hochgeschwindigkeits-Differentialpaare beträgt die typische Abschlussimpedanz 90 Ohm.
Wählen Sie Präzisionswiderstände mit engen Toleranzen, berücksichtigen Sie den spezifischen USB-Standard und passen Sie sich der charakteristischen Impedanz der Übertragungsleitung an.

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