關於USB匹配電阻的一些疑問和解答
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最近對USB2.0協議進行了研究,也算是略知皮毛了,在這期間也遇到過很多問題,也在網上找過解答,首先我要感謝網路這個強大的東西,為我答疑解惑,其次也想提醒大家網路上的東西一定要持懷疑的態度來看;下面就解說下關於網上所說的USB匹配電阻的問題。
做過USB的人都或許有一個糾結,那就是D+和D-上到底要串多大的電阻,串在源端還是終端,我想說:網路上的說法都不完全正確,首先USB有低速、全速和高速之分,這一點我想大家都很熟悉了,在低速和全速模式下是電壓驅動的,驅動電壓為3.3V,但在高速模式下是電流驅動的,驅動電流為17.78mA,host-device模型如下:(畫圖太麻煩,就直接手畫了)
Host和device的D+和D-都有45ohm的電阻端接到地,所以每根線的並聯電阻為22.5ohm,17.78x22.5=400mV,所以高速模式下的差分幅度為800mV (這時匹配電阻為0),但是匹配電阻選擇10ohm,22ohm和33ohm時我們可以計算出單端訊號的幅度如下圖:
由此可得高速模式下加入匹配電阻會使訊號幅度下降,使訊號質量變差,加入匹配電阻後的眼圖分別如下:
那麼網上所說的匹配電阻都是錯的麼?也不是啦!網上所說的匹配電阻都是在全速和低速模式下的,全速模式下為電壓驅動的,驅動器具有一定輸出阻抗(一般較小),USB線的特性阻抗為90ohm所以要想源端與USB線匹配就需要串電阻,具體阻值是要根據驅動器的輸出阻抗來決定的,即要求源端差分阻抗=USB線差分特性阻抗;而要終端匹配的話就需要並聯電阻了(終端的阻抗一般很大),在驅動能力不強的情況下根本就沒法實現;至於匹配電阻要放在源端還是終端,因為USB是雙向的,所以要匹配源端的話則應串在源端,要匹配終端的話則要放在終端。
以上是鄙人通過所學知識對網上的關於USB疑問的一些解釋,如有不對還請各位網友斧正!
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