PCB上以太网和USB走线较长且经转接会破坏信号完整性吗？

Rabbitoose · 发表于 2023-5-15 09:55:46

大家好，虽然我提了“信号完整性”，但是其实我是菜鸟，只是隐约知道如题所述的问题是信号完整性有关的。

背景

我有两块板子，一块是主板，上面有STM32F407为中心的数字电路；另一块是接口板，上面有AC/DC电源模块，DC/DC电源模块，USB口，和RJ45以太网口。

我对于RJ45和USB的速度是有要求的，不是很苛刻，但是越快越好，我在单板上实测通过USB写SD卡能达到1MB左右的速度，希望分两个板子后能基本保持在同一水平。

我设想将接口板上的一系列信号线，包括电源线，通过FFC排线连接至主板。信号线中最让我放心不下的就是以太网的RX+/-、TX+/-，以及USB的D+/-。

我估计连PCB带FFC，走线长度总共会超过10cm。

问题1 阻抗匹配

在PCB走线时，我可以用差分对走线，并使用阻抗计算器正确计算线宽和间隙，在此前提下是不是意味着走长一点问题也不大？

在FFC这一段上，阻抗匹配就无从谈起了，这怎么办？

问题2 RJ45从哪一步接到主板比较好？

以太网我使用LAN8720A和带网络变压器的连接器。我现在设想从RJ45连接器出来的4根数据线连同指示灯线（共6根）一起走到主板，这样信号线数量比较少。

还有一种做法是把LAN8720A放到接口板上，把LAN8720A出来的十几根信号线通过FFC连接到主板。这样虽然信号线比较多，但是如果这些信号线对信号完整性要求没那么高（我不懂，纯猜测），也不失为更好的方案。

请指点，多谢！！

三年模拟 · 发表于 2023-5-15 10:11:56

你又不是usb3.0不需要阻抗匹配

zjykwym · 发表于 2023-5-15 10:16:10

损耗是必然的，但是损耗多少可以接受，应该连接器都会有这些参数。

gzhuli · 发表于 2023-5-15 10:24:23

全速USB和百兆以太网走个10cm FFC没什么影响的，不差钱就定制双面FPC，可以控制阻抗。

Himem · 发表于 2023-5-15 10:30:35

本帖最后由 Himem 于 2023-5-15 10:32 编辑

f407是usb 2.0 full speed 12MBPS问题不大

以太网的话过了网络变压器再过排线更好？

imliyucai · 发表于 2023-5-15 10:47:18

LAN8720A 放到主板上更好。
走线要做好等长和对称，也就是尽量保证阻抗处处相等，至于阻抗的实际值相对不太重要。

onepcb_xg · 发表于 2023-5-15 11:24:08

信号完整性，主要关注信号的建立和保持时间及裕量，通常在高速场合关注。单片机的USB，速率较低，依实际经验看，可不用特别处理

kitten · 发表于 2023-5-15 11:48:54

FPC也可以做阻抗控制

Rabbitoose · 发表于 2023-5-15 15:41:12

谢谢大佬、大哥们的回复，那我就不管三七二十一先画起来了。

z123 · 发表于 2023-5-15 15:55:18

至少，USB 2.0的应该不怕吧，你看台式机主板里面的2.0接口引出到机箱的线，就是普通杜邦线和杜邦接口，也没啥阻抗双绞啥的，都成了事实上的行业标配了，也一样读写U盘好好的

Rabbitoose · 发表于 2023-5-15 17:17:20

z123 发表于 2023-5-15 15:55
至少，USB 2.0的应该不怕吧，你看台式机主板里面的2.0接口引出到机箱的线，就是普通杜邦线和杜邦接口，也没 ...
(引用自10楼)

对哦，证据确凿！

：）

tang_qianfeng · 发表于 2023-5-15 17:21:44

高速usb是480mbps

Rabbitoose · 发表于 2023-5-16 00:33:49

Himem 发表于 2023-5-15 10:30
f407是usb 2.0 full speed 12MBPS问题不大

以太网的话过了网络变压器再过排线更好？ ...
(引用自5楼)

嗯，我用自带网络变压器的网口。

Rabbitoose · 发表于 2023-5-16 00:34:57

tang_qianfeng 发表于 2023-5-15 17:21
高速usb是480mbps
(引用自12楼)

我跑不了那么高速，主频才168MHz。USB只有几十兆。

qwe2231695 · 发表于 2023-5-16 01:44:20

网口很坚挺的，usb2.0也是

denike · 发表于 2023-5-16 16:57:54

网口推荐主板用外置变压器+接口板用普通RJ45带灯的。

Rabbitoose · 发表于 2023-5-16 17:31:49

denike 发表于 2023-5-16 16:57
网口推荐主板用外置变压器+接口板用普通RJ45带灯的。
(引用自16楼)

先走一段线，然后再进入网络变压器吗？这样是为了给MCU更好的保护吗？

denike · 发表于 2023-5-17 16:03:09

Rabbitoose 发表于 2023-5-16 17:31
先走一段线，然后再进入网络变压器吗？这样是为了给MCU更好的保护吗？
(引用自17楼)

给PHY芯片更好的保护

PCB上以太网和USB走线较长且经转接会破坏信号完整性吗？

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