SB的电气特性.pdf

USB 技术 ──USB 的电气特性(之六) 南京大学计算机系 周玉军 USB(Universal Serial Bus ，即通用串行总线) 的电气特性主要是对信号的发送及电压分 布情况的描述。下面我们将分别对其进行详细介绍，首先来看看其信号的发送。 一、信号的发送 USB 通常使用一种差分的输出驱动器来控制数据信号在 USB 电缆上的发送，在了解具体 的信号发送之前，我们先来谈谈有关USB 设备的特性。 (一)USB 驱动器的特性及其使用 一个 USB 设备端的连接器是由 D+ 、D-及 Vbus ，GND 和其它数据线构成的简短连续电路， 并要求连接器上有电缆屏蔽，以免设备在使用过程中被损坏。它有两种工作 7 状态，即低态 和高态。在低态时，驱动器的静态输出端的工作电压 Vol 变动范围为 0～０．3V，且接有一 个 15k Ω的接地负载。处于差分的高态和低态之间的输出电压变动应尽量保持平衡，以能很 好地减小信号的扭曲变形。 在任何驱动状态下，USB 设备必须能接收如图 1 所示的波形。这些波形从一个输出阻抗 为 3P Ω的电压源直接进入每一个USB 数据口。 设置估价 靠近设备的 USB 连接器上的 D+或 D_插 口 USB 设 备 由于USB 设备上的输入保护设备可能互相排斥，因此当观察数据的输 入端口时，可能发现由电压生成器产生的信号波形可能会变形。 图 1 USB 信号发送的最大输出波形 下面我们将分别对 USB 高速驱动器和低速驱动器的特性作一个介绍. 高速驱动器特性 一个高速 USB 设备的连接是通过阻抗为 90 Ω±15%，最大单路时延为 26ns 的屏蔽双 绞线电缆进行的，其到达的最大速率为 12Mb/s，并且每个驱动器的阻抗必须在28 Ω～44 Ω 之间。图 2 描述了高速驱动器的信号波形。 低速驱动器特性 一个低速 USB 设备在插口端必须要有一个带有串行 A 口连接器的可控制电缆，其速率 为 1.5Mb/s。当电缆与设备相连时，在D+/D-线上必须要有一个 200～450PF 的单终端电容器。 低速电缆的传播时延必须小于 18ns，从而保证信号响在其上升沿或下降沿的第一个中点处 产生，以允许电缆与一块电容器相连。图 3 列出了低速驱器的信号波形。 图4 和图 5 分别列出了高速和低速USB 设备在集线器的终端位置及其所连的功能设 备。从图我们可以看出在电缆的下形端的电阻 Rpu 在两图中的连接位置是不同的： 驱动器信号端口 单路长电缆时延 单电缆时延后 经过信号端口 接收器信号端口 的标准输入电 平 图2 高速信号波形 经过信号端 的标准输出 驱动器信号端口 电平，并具有