硬件设计-应用于-USB2.0电路设计USB即通用串行总线、通用串行总线，主要是计算机领域的接口技术。
USB分为6种类型： USB1.1、USB2.0、USB3.0和USB3.1、USB3.2，以及去年Apple Silicon Mac和英特尔第11代酷睿处理器支持的USB 4。
但目前市场上常见的是USB2.0和USB3.0。
从外面看，USB2.0和USB3.0数据线没有太大的差别。 那是因为外观结构不是那么复杂。 但是仔细看，有点不同。
接口位置：
USB2.0
USB2.0连接部的内部几乎都是白色或黑色。
USB3.0
但是USB3.0内部明显是蓝色的。
此外，识别我们电脑的USB端口也是如此。
当然，今天的主要内容是关于USB2.0数据线。 我之前只是做了一个插曲。
就USB电缆而言，传输速度是最不可缺少的。
USB2.0的理论传输速度为480Mbps，即60MB/S，但实际传输速度只要能够达到一半就足够了。 在使用方面，USB2.0的向后兼容性，即USB2.0插头插入USB1.1的连接器时，无法发挥USB2.0的优势，只能作为USB1.1的插头使用。 USB3.0也是如此。
USB2.0的供给电压： 5V、电流： 500mA。
断开USB2.0数据线并剥掉外层，可以看到USB2.0数据线的结构并不复杂。 主要包括五个部分。
图为来自淘宝
铜芯、地线、铝箔层、编织网及PVC外包层。
其中铝箔层和编织主要起到防止导线受到外部电磁场/干扰信号的影响，同时阻止线内干扰电磁场/信号向外部扩散的作用。
它包括四条线。 两根电源线和两根数据线。
1、红色表示USB电源线，标识多为VCC、Power、5V、5VSB
2、绿色(蓝色)表示USB数据线的正极，识别符号多为DATA、USBD、PD、USBDT
3、白色表示USB数据线负极，标识符号多为DATA-、USBD-、PD-、USBDT
4、黑色表示USB数据线的地线，标识符号大多为GND、Ground。
两侧的是电源线，也就是供电专用。
中间的两个用于传输数据线，即数据。
所以，即使xrpdds中间的两根数据线断开，也不会影响你的充电功能。
其中，u(vbus )=5V，u (d/- )=3.3V。
USB2.0数据线内置4根电缆，接口上可以看到4根排针。
由于USB2.0使用差分信号，所以抗干扰能力强，即使受到干扰，在与两条差分线对应的电平上，也能看到相同振幅的上升或下降，但两者的电平变化方向和振幅大致相同，由于两者的差相对恒定，所以数据的稳定性高，且两者的电平变化方向和振幅大致相同
关于电路设计
如上所述，USB2.0的供应电压为5.0V，即VBUS=5.0V。 因此，在设计中，VBUS由通过过电流或过电压保护元件输出的电压提供。 保护VBUS，以免电压过大。 日常也可以添加OVP芯片。
d-侧
d、D-侧为了抑制共模电流的影响，大多选择增加一个共模电感来降低/阻碍共模电流。 也有可能将共模变为0ohm电阻。 然后进行EMC测试，根据验证测试数据最终决定是否将共模电感变为电阻。 如果测试成功，则可以用电阻替换差动线上的一对共模。 因为两种电阻的成本远远低于共模。
防护设计
3个TVS管路构成USB接口的防护作用，可快速释放静电噪声，防止热插拔过程中产生的噪声能量影响电路，导致内部发生异常。 TVS管的反向断电电压为5V。 另外，由于TVS管的结电容也影响信号传输速度，所以TVS管的结电容尽量小于5pF。
PCB侧
差分信号
高速差分信号必须确保等宽、等间距，实现特定的差分阻抗值。 所以，在布差动信号线时，必须保证信号线对称。
禁止在差动信号线内配置过孔和部件，在差动线内配置过孔和部件可能会出现EMC问题，阻抗可能会不连续。
在一些情况下，一些高速差分信号需要串联连接耦合电容。 耦合电容需要对称配置，但耦合电容的封装不能太大，所以通常选择0402、0603即可。
通常，由于通孔中产生大阻抗的不连续，所以在高速差动信号线中尽量减少通孔，在使用时对称配置。
总之，不应该配置在差动信号线内，同时要保证差动信号线对称。
那么，今天的内容到此为止。 欢迎伙伴们在评论区讨论。 一起交流，一起进步，谢谢。