Современная электроника №6/2025

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ 18 WWW.CTA.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 6 / 2025 Рис. 1. Список рекомендуемых препрегов FR4 категории High Speed от «РЕЗОНИТ» Рис. 2. Расчёт дифференциального волнового сопротивления Zdiff = 108,11 Ом В статье рассматривается пример расчёта первичных и вторичных параметров дифференциальной пары высокоскоростного интерфейса USB 3.1 в САПР SimPCB Lite, разработанной компанией ЭРЕМЕКС. Вячеслав Кухарук, Виктор Ухин При проектировании высокоско- ростных интерфейсов на печатной плате важно рассчитывать параме- тры линий передачи с высокой точ- ностью. Одним из таких интерфейсов является USB 3.1, у которого скорость передачи данных достигает 10 Гбит/с. На таких скоростях несогласован- ность импеданса может критиче- ски повлиять на целостность сиг- нала, что приведёт к некорректной работе всего устройства. В статье подробно рассматрива- ется процесс вычисления параме- тров линии передачи с контролиру- емым дифференциальным волновым сопротивлением для интерфейса USB 3.1 в САПР SimPCB Lite. Расчёт ослабления сигнала и перекрёстных помех применительно к USB 3.1 будет рассмотрен в следующих статьях. USB 3.1 использует две дифферен- циальные пары (TX и RX), по которым передаются данные со скоростью до 10 Гбит/с. Основные требования и рекомендации на трассировку и ком- поновку данного интерфейса изло- жены ниже [1, 2, 3]. ● Импеданс дифференциальной па - ры. Волновое сопротивление долж- но составлять 90 Ом. Допускается отклонение в пределах десяти про- центов. ● Трассировка и количество пере - ходных отверстий. Не допускает- ся в трассировке наличие прямых углов. Количество переходных от- верстий минимальное: на одну ли- нию не более двух. ● Перекрёстные помехи. Для мини- мизации помех расстояние от лю- бых сигналов до проводника дифф. пары должно составлять не менее 5W, где W – ширина проводника дифф. пары. В случае плотной трас- сировки и невозможности обеспе- чения указанного выше значения применять моделирование. Ми- нимизировать расстояние между сигнальным и опорным слоем. Из- бегать размещения трасс под ис- точниками помех (кристаллы, DC- DC, PLL). ● Длина проводников в паре. Разни- ца в длине проводников не должна превышать 0,127 мм. Обеспечить равномерную ширину и зазор по всей длине дифференциальной па- ры. ● Возвратный путь сигнала. Следует избегать разрывов в опорном слое под дифференциальной парой. ● Размещение конденсаторов. Кон- денсаторы на сигнальных линиях следует располагать как можно ближе к разъёму USB. ● Устанавливать TVS-диоды или ESD-защиту ближе к USB-разъёму. ● Ферриты или индуктивности. Дан- ные типы компонентов не должны стоять в сигнальных линиях Super Speed (TX/RX). Как правило, для данного интер- фейса USB 3.1 на печатной плате реализуются дифференциальные микрополосковые или дифферен - циальные полосковые линии пере - дачи. Возможны также варианты и с копланарными структурами. В данной статье рассматривается микрополосковая дифференциаль - ная линия передачи.