USB 2.0 Leitungen durch Masseflächen abgrenzen?

[Domi (Gast)]

Guten Abend,

ich sitze gerade an einem Layout mit mehreren USB Leitungen (2.0 
Highspeed). Die Platine bekommt besteht aus vier Lagen, bei denen Top 
für die USB-Datenleitungen vorgesehen ist, dann eine Lage GND, VCC (3,3V 
+ ein paar 5 V Leitungen) und eine Lage für weitere 
Signal/GPIO-Leitungen. Außerdem ist noch ein STM32, ein RS-232-Wandler 
und ein Crosspoint-Switch (MAx4550) auf der Platine drauf.
Jetzt frage ich mich, was ich mit den freien Flächen zwischen den 
USB-Leitungen anfangen soll. Auffüllen mit Kupfer oder ungefüllt lassen? 
Wenn ich das ganze auffülle mit GND verbinden? Ich tendiere zur Zeit zum 
Auffüllen der Freiflächen um die USB-Leitungen etwas abzuschirmen. Soll 
ich die Leitungen noch massiv mit Vias einpacken oder hole ich mir erst 
recht Probleme mit dieser Lösung heran? Man hört zwar USB 2.0 sei nicht 
sooo kritisch, aber wenn ich die ganzen Specs und Appnotes mir so 
anschaue bekomme ich Angst, dass das Layout für die Katz ist und nix 
funktioniert ;-(

Danke und gute Nacht!

[123 (Gast)]

gibts auf usb.org nicht etwas über die layout ruels? von wegen 
leiterbahn abstand zueinander. leiterbahn breite, abstände zu masse, 
...?

[Reinhard Kern (Gast)]

123 schrieb:
> Jetzt frage ich mich, was ich mit den freien Flächen zwischen den
> USB-Leitungen anfangen soll.

Du hast also die Leitungen als differential Microstrip ausgeführt, mit 
90 Ohm diff. Impedance. Wenn du die jetzt so wie sie sind in GND 
einfasst, senkst du die Impedanz ab, was eine sehr schlechte Idee ist. 
Du musst also die Leiterbahnen mit den seitlichen GND-Flächen neu 
berechnen.

Leider kenne ich kein Programm, das dieses Modell unterstützt (das 
müsste coplanar differential Microstrip oder so heissen), ausser 
Polarinstruments, aber das kostet meines Wissens 6 kEUR für 1 Jahr.

Also wenn überhaupt solltest du einen grösseren Abstand zur seitlichen 
Massefläche lassen, damit der Einfluss auf die Impedanz nicht zu gross 
ist, und vielleicht die Berechnung vorsorglich auf 100 Ohm statt 90 Ohm 
durchführen. Ist aber bloss so über den Daumen.

Gruss Reinhard

[Domi (Gast)]

Ah , danke für den Hinweis Reinhard. Das die Impedanz (wieder) sinkt 
habe ich nicht beachtet. Wie du bereits geschrieben hast sind die 
passenden Programme für mich nicht zu bezahlen. Ich habe zum berechnen 
der Leiterbahnbreite/Abstand das Saturn PCB Toolkit genutzt: 
http://saturnpcb.com/pcb_toolkit.htm

Jetzt schaue ich nochmal ob ich Empfehlungen zum Abstand USB-Leitungen 
zu GND-Flächen finden kann, so dass ich die Abstände noch etwas anpsssen 
kann.

[Domi (Gast)]

So auf usb.org habe ich nicht direkt eine Empfehlung des USB 
Implementers Forum gefunden (dazu schweigt sich auch die Spec aus). 
Jedoch ist ein pdf von Intel zum Desing von USB-Platinen enthalten (High 
Speed USB Platform Design Guidelines) und dort konnte ich folgenden 
Hinweis finden:

4. Based on simulation data, use 20-mil minimum spacing between 
high-speed USB signal pairs and
other signal traces for optimal signal quality. This helps to prevent 
crosstalk.

Hier noch der Link zum pdf:
http://www.usb.org/developers/docs/hs_usb_pdg_r1_0.pdf