USB2.0电气特性总结

USB 2.0电气特性是USB 2.0规范的核心组成部分，主要涉及设备与集线器之间的高速数据传输。在理解这些特性时，首先要明确USB 2.0规范对高速模式的支持要求。根据规范，USB 2.0的集线器必须支持高速模式，但设备并不强制要求支持高速模式。高速能力建立在上游接口的收发器不支持低速信号模式，而下游接口的收发器则需同时支持高速、全速和低速模式。 在USB电气特性中，信号传输是非常关键的一环。高速USB连接通过屏蔽双绞线电缆进行，这种电缆需符合所有当前的USB电缆规格。高速操作能够支持480 Mb/s的数据传输速率。为了实现这一高速传输，电缆的两端都需要用一个电阻从每根线到地进行终止。这个电阻值（每根线上）理论上设定为电缆规定差分阻抗的一半，即45 Ω，这将形成一个90 Ω的差分终止。这样做的目的是确保信号在传输过程中能够保持稳定，减少干扰和信号损失。 在高速模式下，链接处于高-speed idle状态时，电缆两端的收发器都向地呈现高速终止，同时两个收发器都不向D+或D-线路驱动信号电流。达到这种状态的方法是利用低速/全速驱动器来设置单端零状态，并精确控制内在驱动器输出阻抗与Rs电阻（理想值为45 Ω）的总和。推荐的做法是尽可能降低内在驱动器阻抗，让Rs承担尽可能多的45 Ω负载，这通常会导致最佳的终止精度，同时减少寄生负载的影响。 在高速模式下，高-speed idle状态下，信号线D+和D-不携带任何驱动电流，只有收发器的终止电阻向地提供电流。为了保持信号的完整性，必须严格控制收发器的输出阻抗和Rs电阻的匹配，以确保信号的准确传输。此外，良好的接地和屏蔽也是确保高速信号无误传输的关键因素。 USB 2.0电气特性涉及到高速传输的物理层设计，包括电缆规格、信号速率、阻抗匹配、信号终止和驱动器特性等方面。理解这些特性对于设计和维护USB 2.0系统至关重要，因为它们直接影响到数据传输的可靠性、速度和稳定性。在实际应用中，工程师需要根据规范要求和具体环境来优化这些参数，以实现高效且可靠的USB通信。