Здравствуйте! Насколько критично расстояние между двумя проводниками одной дифференциальной пары? Я сделал разводку, с расстоянием между этими проводниками равным 0,25 мм. И вроде бы правильно, как мне казалось, ведь по идее в дифференциальной паре проводники должны быть очень близко друг к другу. Однако в интернете нашёл информацию, что расстояние между двумя проводниками не должно быть менее 0,508 мм. Откуда эта цифра? Почему нельзя меньше?

Так Вы бы сослались на эту информацию чтобы можно было разобраться, откуда цифра. Или предлагаете всем заняться аналогичными поисками в интернете? Я вот скажу, что встречал цифру 0.4. Откуда? Да с потолка.
По общим соображениям, расстояние между проводниками должно стремиться к минимуму, но очевидно, следует учитывать возрастающую ёмкость между ними.

Для тех кто не учил теорию, теперь все гораздо проще. Берете прогу SI8000, SI9000 или аналогичную и там все за вас расчитает прога, задав конечно параметры материала.

На стене сарая я тоже нашел некую информацию, а на самом деле в сарае дрова лежат.

Да, вы правы, не прикрепил) http://www.elart.narod.ru/articles/article14/article14.htm вот тут, например, написано: "Расстояние между разными сигналами должно быть не менее 0,508 мм (0,020 дюйма). Это расстояние между одним из проводников дифференциальной пары и проводником, по которому передается другой сигнал...".

Да-с, печально... По дифф паре передается один и тот же сигнал, по обоим проводникам. Просто сигнал этот парафазный, для его передачи используются два проводника. Другой сигнал передается по другим проводникам, не входящим в состав дифф пары.

Расстояние между проводниками дифференциальной пары может быть любым в зависимости от решаемой задачи.
Например, для цифровых сигналов существуют два подхода к проектированию: с сильным и слабым взаимодействием внутри диф.пары. Нужно либо совершить осмысленный выбор, либо следовать рекомендациям производителей чипов. Во многих случаях диф.пара делается на многослойной плате и на ее параметры влияют характеристики материала платы, структура пакета печатной платы, длительность фронтов сигналов и т.п.
Что-то более конкретное можно сказать, узнав, какой сигнал Вы собираетесь передавать и какие ограничения на конструкцию PCB.

ну не разобрался сразу) бывает. Спасибо


Спасибо за развёрнутый ответ. Развожу дифференциальную пару для USB (D+ и D-) на одной стороне печатной платы. Интересовался правилами разводки дифференциальных пар, отсюда и такой вопрос.

От разводки уже далек, но память что-то выдает. Разве уже не нужно считать и согласовывать волновые сопротивления в симметричных линиях (диф. парах) ?

Эта цифра - из эмпирического правила, что зазор до чужого проводника должен быть раза в три больше, чем ширина дорожки.

На самом деле, гораздо бОльшую роль играет ширина самих трасс и толщина изоляционного материала до опорного слоя.

Конкретно для USB нужно обеспечить 90 Ом дифференциальный импеданс.
Пример: при трассах шириной 0.2мм , ширине зазора 0.22мм и толщине субстрата 0.1 мм импеданс примерно равен 87 Ом.
Далеко не каждый производитель предложит вам недорого такую плату (минимум - 4-слойку).

В Вашем случае, если длина трассы не превышает двух-трех сантиметров и нет особых требований по EMC, то париться вообще не следует - любые дорожки с любым зазором (в разумных пределах) будут работать.

Для USB2.0 особых сложностей не вижу. Выбрать разумную щирину проводников, например 8-10 mils без проблем сделают на большинстве предприятий и этой ширины достаточно для питающих токов в несколько десятых ампера. Рассчитать руками или в программе тип SI9000 зазор для диф.пары 90 Ом с учетом диэлектрической проницаемости FR4 (для низких частот типовое значение 4.7), расстояния до внутреннего слоя и других параметров печатной платы. Все должно работать.

Поясните что это за ... сильное и слабое взаимодействие внутри диф.пары? ...

FR4 куча разных есть, надо от производителя FR4 требовать, а обычно есть, соответствующий график эпсилона от частоты.
типового значения 4.7 нет!

Точно не скажу, где это подробно расписано, то ли в рекомендациях Marvell, то ли Realtek для скоростей передачи данных в несколько гигабит. Смысл такой, что при проектировании диф.пары раньше стремились уменьшить зазор между проводниками пары для снижения синфазных помех, но это накладывает ограничения на точность изготовления, что становится особенно критичным при уменьшении размеров из-за подтравливания, неровности краев фоторезиста и т.п. Более современным декларируется подход с уменьшением связи между проводниками диф.пары за счет увеличения расстояния между ними до 2-3 ширин проводников диф.пары и уменьшения зазора с внутренним слоем. При этом волновое сопротивление можно выдержать прежним. Поскольку сплошной внутренний слой обеспечивает экранирование, то помехи увеличиваются не сильно. А зависимость волнового сопротивления от отклонения параметров при производстве становится заметно меньше. Условная граница между сильной и слабой связью внутри диф.пары - зазор, равный ширине проводника. У диф.пары со слабой связью при неоднородностях в разводке возникают меньшие отклонения импеданса.


Вы правы, для высоких частот приходится брать параметры конкретного материала и принимать решение, какую частоту считать базовой при расчетах исходя из формы сигнала. Учитывая всевозможные отклонения размеров, параметров прессования, свойств конкретного материала и т.п. на практике вряд ли можно ожидать соответствия данных расчетным с точностью выше 20-30% без специальных мер. Если волновое сопротивление критично, то нужно задавать контроль импеданса и технолог на производстве скорректирует параметры, чтобы уложиться в нужный допуск.
В данном случае частоты не очень высокие и мне попадались рекомендации от заслуживающих уважения фирм, где предлагают при расчетах брать для типового FR4 значение 4.7 (средняя температура по больнице), поэтому и указал эту величину. По моему опыту для цифровых сигналов до нескольких сотен МГц, где речь идет в основном о выбросе на фронтах, такой точности достаточно, если не используется какой-то очень специальный материал.

Теперь понятно, что все сами выдумали и эту ерунду тоже ... сильное и слабое взаимодействие внутри диф.пары.
диф.пары понятие радиотехническое, связное, коммуникационное, электродинамическое, без проблем все считается в нужных кадах.

Посему ваши пояснения типа ... уменьшением связи между проводниками диф.пары за счет увеличения расстояния между ними до 2-3 ширин проводников диф.пары и уменьшения зазора с внутренним слоем.
вызывают улыбку.

Народ все же должен бдить и не поддаваться на такие провокации.

Все таки заставили погуглить. Почитайте хотя бы это. Подсказываю, поищите корень "связ" в тексте.

Такой кривой перевод вижу на просторах русско-язычного интернета не впервой. Но это пример того, как не нужно делать.
Пояснения во многом неверные, популистские для обывателя, не для спеца. Ни формул, ни пояснений волнового, временных и других основных базовых параметров диф пары нет, ссылок на софт не содержат. Вообщем некомпетентная, ненужная инфа там.

Вы можете самостоятельно найти в сети более подробную информацию. Это первое, что попалось.

Я собрал эту схему, в которой дифференциальная пара (хаб USB с активным питанием, по схеме из даташита: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tusb2046b.pdf стр.15). И при том, что развёл в схеме дифференциальную пару, хаб успешно заработал при длине провода в 3 метра. Вот только тут проблема всплыла: если питание на хаб подаю от лабораторного блока питания, выкручивая от нуля подачу тока, то вроде всё нормально - устройство опознаётся системой, а если подаю питание скачкообразно, при помощи переключателя - всегда пишет, что устройство не опознано. В чём может быть проблема? Напряжение питания на блоке - 12 вольт, проходит через два преобразователя: LM78S05CV - понижает 12 вольт до 5, а потом через MAX604ESA получаю требуемые для питания TUSB2046B 3,3 вольта.

Предположу, что хаб не успевает в срок ответить компутеру. По идее подтяжку (1,5к на линии DP0) нужно включать тогда, когда девайс готов к обмену с хостом. Здесь подтяжка идет от питания, возможно микросхема не успевает инициализироваться и пропускает запрос, который идет от компа. Проверит легко -в цепь подтяжки включить тактовую кнопку. Сначала подается питание (скачком), потом нажимается кнопка, при этом хост обнаруживает устройство и производит его энумерацию.
Также не известно, что стоит на линии ~Reset. Возможно там емкость, которая также дает задержку старта микросхемы.

Не именно в этом крылась проблема. Но очень близко. Спасибо, что намекнули про цепочку сброса, проблема крылась именно в этом, ошибся в расчёте постоянной времени для цепочки