2層USB 2.0高速ルーティング

最初に：

• これは1回限り（または2回限り）の趣味のプロジェクト用で、これ以上深刻なことはありません。これは、商業デザインした場合（ただし、私は一度に4層に行くだろう、私は最初の場所で、このようなプロジェクトを設計することはありません）。
• 4 層化は、本当に必要な場合にのみ許容されます。このようなボードのコストはこれらの数量の少なくとも2倍であり、2層PCBのコストはコンポーネントを組み合わせた場合よりも高くなります。
• 目標は、2つのコネクタ（USB-BからUSB-Aへ、両方ともメス）間でほとんど無害なUSB 2.0信号を渡すことです。私のPCBは実際には信号を使用していません。

（これらのポイントが投稿を「狭すぎる」地域に移動する場合、遠慮なく無視してください:-)

したがって、問題は、これは可能であり、許容可能な結果が得られるかどうかです。もちろん、主な目標は、高速（480 Mbit / s）通信を可能にすることです。

USB仕様によれば、差動ペアの差動インピーダンスは90オーム、対地特性インピーダンスは30オームでなければなりません。ただし、USBはかなりの乱用を許容するようです。2層USB 2.0 PCBレイアウトについて説明しているSMSCアプリケーションノート（PDF）には、シングルエンドインピーダンスは差動ほど重要ではなく、「45〜80オーム」の範囲が許容範囲であると記載されています。

ボードの仕様は1オンスの銅で、その間に63ミルのFR-4があります。
以下のようないくつかのインピーダンスの計算によると、この1（I誤解何かしない限り、同様にシングルエンドインピーダンスは表示されません）、と思われる50のミル 10ミルの間隔でトレースが〜90オームの差動及び〜80を与えますオームZ0。
（これらの値は、無料ですがダウンロードが必要なSaturn PCB Toolkit Calculatorからのものです。）

トレースは約3インチの長さであり、基板の端に近づくように逆U字型になる可能性が高いため、グランドプレーンを壊すことなく他のすべて（サブMHz信号のみ）を配線するスペースがあります。 USBトレースの下。

もちろん、私はその取り組み全体が少し気が狂っていることに気づいています。ただし、これも趣味のボード用であり、真面目な会社によっても行われたようです。
高速はまだ私を少し超えていますが、プロジェクトの残りの部分は単純です。PCBを介してこの信号を取得する必要があるだけで、その他はすべて簡単です。

見逃した場合、主な質問は次のとおりです。これは可能ですか？
より良い2層ルーティング方法がある場合（たとえば、この短い記事では、この目的でコプレーナ導波路ルーティングを使用しています）、教えてください。私はこれについて多くの情報を見つけることができません（それは詳細かつ理解可能ですが、詳細や方程式/計算機の言及はありません）。

回答としてのコメント追跡の要約：

要件は、PCB上のUSB2.0 AコネクタとBコネクタ間のパススルーのPCBレイアウトに関するものです。PCB上の残りの回路は、USB信号パスと相互作用しません。

推奨される解決策：

2つのソケットの物理的な配置を変更して、当初想定していたようにボードの反対側ではなく互いに接近させることにより、信号トレースの長さと伝送効果の問題が軽減されます。

さらに、2つのコネクタを互いに直角に、ボード領域の1つの角に設定することにより、ケーブルを接続できるようにそれらの間にスペースを空ける必要性が解消されます。ケーブルは、ボードとお互いに触れないでしょう。

これにより、ルーティングも簡略化できます。

• 等しい長さの信号パスの推奨は本質的に対処されます
• 配置が隅でずれているため、PCBレイアウトの他の部分と干渉しません。
• 示されているトレース長が短い場合、USB 2.0高速伝送では伝送ラインとアンテナの影響は無視できます。

（OPによる投稿）。

対処が必要になる可能性のある懸念事項：

• 繰り返されるケーブル挿入のストレスに対処するためのPCBの物理的堅牢性-コネクタ間のコーナーの取り付けボルトは、これに対処する必要があります。
• A側とB側のケーブルを合計したUSBケーブルの有効な全長は、USBの最大ケーブル長を超える場合があります。非常に短いPCBセクションは、単にケーブルの延長として機能します。
• コーナーのコネクタでボードを適切にボックス化するために必要な独創的なソリューション。