USB识别及阻抗匹配
阻抗匹配计算理解与方法
（1）差分信号首先来看一下什么是差分信号吧。
1、差分信号差分传输是一种信号传输的技术，区别于传统的一根信号线一根地线的做法，差分传输在这两根线上都传输信号，这两个信号的振幅相同，相位相反。
在这两根线上的传输的信号就是差分信号。
信号接收端比较这两个电压的差值来判断发送端发送的是逻辑0还是逻辑1。
在电路板上，差分走线必须是等长、等宽、紧密靠近、且在同一层面的两根线。
一般类型有：USB、以太网、PCIE、SATA、RS485、RS422、HDMI、LVDS常用对有：+/- PM/PN TXN/TXP2、差分信号与单端走线的比较差分信号与传统的一根信号线一根地线（即单端信号）走线的做法相比，其优缺点分别是：优点：抗干扰能力强。
干扰噪声一般会等值、同时的被加载到两根信号线上，而其差值为0，即，噪声对信号的逻辑意义不产生影响。
能有效抑制电磁干扰（EMI）。
由于两根线靠得很近且信号幅值相等，这两根线与地线之间的耦合电磁场的幅值也相等，同时他们的信号极性相反，其电磁场将相互抵消。
因此对外界的电磁干扰也小。
时序定位准确。
差分信号的接收端是两根线上的信号幅值之差发生正负跳变的点，作为判断逻辑0/1跳变的点的。
而普通单端信号以阈值电压作为信号逻辑0/1的跳变点，受阈值电压与信号幅值电压之比的影响较大，不适合低幅度的信号。
缺点：若电路板的面积非常吃紧，单端信号可以只有一根信号线，地线走地平面，而差分信号一定要走两根等长、等宽、紧密靠近、且在同一层面的线。
这样的情况常常发生在芯片的管脚间距很小，以至于只能穿过一根走线的情况下。
（So，差分信号要优先布线）（2）关于差分的五个常见误区误区一：认为差分信号不需要地平面作为回流路径，或者认为差分走线彼此为对方提供回流途径。
造成这种误区的原因是被表面现象迷惑，或者对高速信号传输的机理认识还不够深入。
虽然差分电路对于类似地弹以及其它可能存在于电源和地平面上的噪音信号是不敏感的。
地平面的部分回流抵消并不代表差分电路就不以参考平面作为信号返回路径，其实在信号回流分析上，差分走线和普通的单端走线的机理是一致的，即高频信号总是沿着电感最小的回路进行回流，最大的区别在于差分线除了有对地的耦合之外，还存在相互之间的耦合，哪一种耦合强，那一种就成为主要的回流通路。
USB识别及阻抗匹配
USB识别及阻抗匹配2016/11/22修改记录：目录B传送数率.........................................................................................................................B接口定义.........................................................................................................................B识别.................................................................................................................................2.1.全速和低速识别......................................................................................................................2.2.高速识别..................................................................................................................................B匹配.................................................................................................................................1.概述USB是英文universalserialbus通用串行总线的缩写，是一个外部总线标准，用于规范电脑和外部设备的链接和通信。
USB识别及阻抗匹配
USB识别及阻抗匹配2016/11/22修改记录：目录B传送数率.........................................................................................................................B接口定义.........................................................................................................................B识别.................................................................................................................................2.1.全速和低速识别......................................................................................................................2.2.高速识别..................................................................................................................................B匹配.................................................................................................................................1.概述USB是英文universalserialbus通用串行总线的缩写，是一个外部总线标准，用于规范电脑和外部设备的链接和通信。
关于USB通信阻抗匹配的问题（转载）
关于USB通信阻抗匹配的问题（转载）1.未加终端电阻的波形（还是可以通讯的）2.加上终端电阻的波形（通讯稳定性增强）最近对USB2.0协议进行了研究，也算是略知皮毛了，在这期间也遇到过很多问题，也在网上找过解答，首先我要感谢网络这个强大的东西，为我答疑解惑，其次也想提醒大家网络上的东西一定要持怀疑的态度来看；下面就解说下关于网上所说的USB匹配电阻的问题。
做过USB的人都或许有一个纠结，那就是D+和D-上到底要串多大的电阻，串在源端还是终端，我想说：网络上的说法都不完全正确，首先USB有低速、全速和高速之分，这一点我想大家都很熟悉了，在低速和全速模式下是电压驱动的，驱动电压为3.3V，但在高速模式下是电流驱动的，驱动电流为17.78mA，host-device模型如下：(画图太麻烦，就直接手画了)Host和device的D+和D-都有45ohm的电阻端接到地，所以每根线的并联电阻为22.5ohm，17.78x22.5=400mV，所以高速模式下的差分幅度为800mV (这时匹配电阻为0)，但是匹配电阻选择10ohm，22ohm和33ohm时我们可以计算出单端信号的幅度如下图：由此可得高速模式下加入匹配电阻会使信号幅度下降，使信号质量变差，加入匹配电阻后的眼图分别如下：10ohm22ohm那么网上所说的匹配电阻都是错的么？也不是啦！网上所说的匹配电阻都是在全速和低速模式下的，全速模式下为电压驱动的，驱动器具有一定输出阻抗(一般较小)，USB线的特性阻抗为90ohm所以要想源端与USB线匹配就需要串电阻，具体阻值是要根据驱动器的输出阻抗来决定的，即要求源端差分阻抗=USB线差分特性阻抗；而要终端匹配的话就需要并联电阻了(终端的阻抗一般很大)，在驱动能力不强的情况下根本就没法实现；至于匹配电阻要放在源端还是终端，因为USB是双向的，所以要匹配源端的话则应串在源端，要匹配终端的话则要放在终端。
以上是鄙人通过所学知识对网上的关于USB疑问的一些解释，如有不对还请各位网友斧正！PS：为什么在讨论低速/全速时候，需要考虑USB线的90ohm特性阻抗，而讨论高速模式（电流驱动）的时候，又把USB线的电阻视为0了？22.5=45//45，其中45来自于低速/全速驱动器的内置导通电阻。
usb 共模电感 差模阻抗
USB共模电感和差模阻抗引言USB（Universal Serial Bus）是一种用于连接计算机和外部设备的通用接口标准。
在USB接口中，共模电感和差模阻抗是两个重要的参数，对于USB的性能和稳定性起着重要作用。
本文将详细介绍USB共模电感和差模阻抗的概念、特性以及其在USB接口中的作用。
USB共模电感共模电感是指在USB接口中用于抑制共模干扰的电感元件。
共模干扰是指通过共模信号线（如地线）传播的电磁干扰。
USB共模电感的作用是通过阻抗匹配和滤波的方式，将共模干扰信号尽可能地抑制在接口内部，以保证USB信号的稳定性和可靠性。
USB共模电感通常采用线圈形式，由绕组和磁芯组成。
绕组中的线圈通过电感耦合的方式，起到阻抗匹配和滤波的作用。
磁芯则用于增加电感的感应效果，提高共模电感的性能。
USB共模电感的特性主要包括电感值、频率响应和直流电阻。
电感值决定了共模电感对共模干扰信号的抑制能力，通常以亨利（H）为单位。
频率响应描述了共模电感在不同频率下的阻抗特性，常用的指标是频率响应曲线。
直流电阻则表示了共模电感在直流电路中的电阻值，对于USB信号的传输没有实质性影响。
USB差模阻抗差模阻抗是指在USB接口中用于匹配差模信号的阻抗。
差模信号是指通过差模信号线（如数据线）传播的电信号，用于传输实际数据。
USB差模阻抗的作用是保证差模信号的传输质量，避免信号的失真和损耗。
USB差模阻抗通常采用传输线的形式，由导体和绝缘层组成。
导体用于传输差模信号，绝缘层则用于隔离和保护导体。
差模阻抗的大小取决于导体的几何形状、材料特性和绝缘层的介电常数等因素。
USB差模阻抗的特性主要包括阻抗值、频率响应和传输损耗。
阻抗值决定了差模阻抗对差模信号的匹配程度，通常以欧姆（Ω）为单位。
频率响应描述了差模阻抗在不同频率下的阻抗特性，常用的指标是频率响应曲线。
传输损耗表示了差模信号在传输过程中的信号衰减程度，对于USB信号的传输质量有重要影响。
USB识别及阻抗匹配
USB识别及阻抗匹配2016/11/22目录1.概述B 传送数率B接口定义B识别2.1.全速和低速识别2.2.高速识别B匹配概述USB是英文universal serial bus通用串行总线的缩写，是一个外部总线标准，用于规范电脑和外部设备的链接和通信。
我们知道USB2.0向下兼容USB1.x，即高速2.0的hub能支持所有的速度类型的设备，而USB1.x的hub不能支持高速设备（High Speed Device）。
因此，如果高速设备挂到USB1.x 的hub上，那该设备只能工作在全速模式下。
不管是hub还是设备（device），对于速度的区分是非常重要的，否则，后续的通信根本无法进行。
全速和低速识别根据规范，全速（Full Speed）和低速（Low Speed）很好区分，因为在设备端有一个1.5k 的上拉电阻，当设备插入hub或上电（固定线缆的USB设备）时，有上拉电阻的那根数据线就会被拉高，hub根据D+/D-上的电平判断所挂载的是全速设备还是低速设备。
如下两图：USB全速设备上电连接（Full-speed Device Cable and Resistor Connections）USB低速设备上电连接（Low-speed Device Cable and Resistor Connections）高速识别USB全速/低速识别相当简单，但USB2.0，USB1.x就一对数据线，不能像全速/低速那样仅依靠数据线上拉电阻位置就能识别USB第三种速度：高速。
因此对于高速设备的识别就显得稍微复杂些。
高速设备初始是以一个全速设备的身份出现的，即和全速设备一样，D+线上有一个1.5k的上拉电阻。
USB2.0的hub把它当作一个全速设备之后，hub和设备通过一系列握手信号确认双方的身份。
在这里对速度的检测是双向的，比如高速的hub需要检测所挂上来的设备是高速、全速还是低速，高速的设备需要检测所连上的hub是USB2.0的还是1.x的，如果是前者，就进行一系列动作切到高速模式工作，如果是后者，就以全速模式工作。
usb接口数据线上的电平标准
USB接口数据线上的电平标准一、 USB接口的电平标准USB（Universal Serial Bus）是一种用于连接计算机和外部设备的串行总线标准。
USB接口数据线上的电平标准对于USB设备的正常连接和通讯起着至关重要的作用。
USB接口的电平标准分为USB 2.0和USB 3.0两种版本，下面将分别介绍它们的电平标准。
1. USB2.0电平标准USB 2.0是一种常见的USB接口标准，其电平标准主要包括数据线电压、数据传输速度、数据线电流和数据线的阻抗。
（1）数据线电压：USB 2.0规定了数据线的高电平和低电平的电压范围，分别为0.0V-0.3V和2.8V-3.6V。
数据线的电压范围对于设备的正常通讯起着至关重要的作用，如果电压超出了规定范围，可能会导致设备无法正常工作。
（2）数据传输速度：USB 2.0标准规定了数据传输速度为最高480Mbps，这一速度已经能够满足大多数外部设备和计算机的数据传输需求。
（3）数据线电流：USB 2.0规定了数据线的电流最大为500mA，这一电流可以满足大部分外部设备的供电需求。
（4）数据线阻抗：USB 2.0标准规定了数据线的阻抗为90ohms，这一阻抗值对于保证数据传输信号质量起着至关重要的作用。
2. USB3.0电平标准USB 3.0是USB接口的下一代标准，其电平标准相比USB 2.0有了很大的提升。
USB 3.0的电平标准主要包括数据线电压、数据传输速度、数据线电流和数据线的阻抗。
（1）数据线电压：USB 3.0规定了数据线的高电平和低电平的电压范围，分别为0.0V-0.3V和2.8V-3.6V。
与USB 2.0相比，USB 3.0的电压范围并没有变化。
（2）数据传输速度：USB 3.0标准规定了数据传输速度为最高5Gbps，这一速度是USB 2.0的10倍，能够更好地满足高速数据传输的需求。
（3）数据线电流：USB 3.0规定了数据线的电流最大为900mA，相比USB 2.0有了一定的提升，可以更好地满足外部设备的供电需求。
数据传输线上阻抗匹配
数据传输线上阻抗匹配
为什么在一些数据线上加一个串联电阻？
这个原理是什么？
阻抗匹配，去毛刺，对噪声衰减、
阻抗匹配，建议看传输线原理和匹配方法
数据线两端阻抗不匹配，信号会在数据线上来回反射形成上下冲或者振铃，
串电阻就是衰减这种反射的，减弱上下冲，避免产生振铃，这个是属于信号
完整性问题，可以看一些信号完整性的书。
同意说的很好！~其实我们做设计的时候，很少关注这些问题。
但是在大公司很注重设计前的仿真。
能够解决很多问题。
但是这些需要很长时间的积累
还可能是加测试点
需要阻抗匹配的一般是速度比较高的，比如CLK线，而用来进行阻抗匹配电阻的位置是非常重要的，如串接电阻用来作为阻抗匹配时，需要放在源端，如果并联接入电阻进行匹配的话，需要接在接受端。
而一般的低速数据线加入电阻，个人认为可以减缓开关（CMOS的打开与关闭）的速度。
我们目前用的大部分数据传输都是CMOS电路，而CMOS在G与S端都会存在一定的寄生电容，如果在传入一定的电阻的话，就可以组成一个RC延迟电路。
USB协议规定，差分线的线阻抗应该是90欧+-%15，所以串两个27欧的电阻是不对的！一般选用两个33欧的！。
usb绝缘阻抗测试标准
usb绝缘阻抗测试标准USB绝缘阻抗测试标准是对USB线材在特定电压下绝缘性能的检测要求。
USB线材作为连接各类电子设备的重要组件，其绝缘性能的优劣直接关系到设备的安全稳定运行。
因此，对USB线材进行绝缘阻抗测试是非常必要的。
下面是关于USB绝缘阻抗测试标准的详细介绍。
一、测试目的USB绝缘阻抗测试的主要目的是评估线材在特定电压下对电流的阻碍作用，以判断线材的绝缘性能是否达到要求。
通过测试，可以确保USB线材在正常使用过程中不会因为绝缘性能不佳而导致短路、漏电等安全问题。
二、测试原理USB绝缘阻抗测试主要通过施加特定电压，测量线材在规定时间内通过的电流大小，从而计算出绝缘阻抗值。
绝缘阻抗值越大，说明线材的绝缘性能越好。
三、测试标准1. 测试电压：通常情况下，USB绝缘阻抗测试所施加的电压为DC250V或DC500V。
具体测试电压需根据线材的额定电压和实际使用环境来选择。
2. 测试时间：绝缘阻抗测试的时间一般为1分钟。
在测试过程中，需要确保线材处于稳定状态，避免因外界因素导致的电流波动。
3. 绝缘阻抗值要求：根据我国相关电气规范，USB线材在测试电压下的绝缘阻抗值应不低于1MΩ（兆欧姆）。
部分特殊场合可能要求更高的绝缘阻抗值。
4. 测试结果判定：测试完成后，需将测得的电流值转换为绝缘阻抗值。
若绝缘阻抗值达到规定要求，则判定线材绝缘性能合格；否则，判定线材绝缘性能不合格。
四、测试注意事项1. 测试环境：USB绝缘阻抗测试应在干燥、通风的环境中进行，避免高温、高湿等因素对测试结果产生影响。
2. 测试设备：应使用精度高、性能稳定的绝缘电阻测试仪进行测试，确保测试结果的准确性。
3. 测试人员：测试人员需具备一定的电气知识，熟悉测试设备的使用方法，以确保测试过程的顺利进行。
4. 测试样品：测试样品应具有一定的代表性，可从生产过程中的不同批次、不同规格的线材中抽取。
5. 测试记录：测试过程中应详细记录测试条件、测试数据及测试结果，以备后续查验。
USB线缆结构及差分阻抗要求
USB线缆结构以及差分阻抗要求USB 2.0数据线的结构如下：其中，两根电源线（Vcc、GND）直径较粗，而数据线则相对较细。
外层的铝箔和编织网只在质量较好的USB线里面才有，用于增加线缆的强度并起到电磁屏蔽的作用，一般是与GND相连的。
USB 3.0数据线的结构如下：USB3.0关键信号总共8根，一对兼容USB2.0的差分信号，2对超高速差分信号，分别是发送差分对和接收差分对，如下图。
UTP用于传输USB 2.0信号，另外两对屏蔽双绞线SDP 用于超高速信号。
USB 3.0的导线数量较多，但基本结构与USB 2.0是相同的。
需要注意的是USB 3.0的数据线数量比较多，并且数据线传输的信号也是频率很高的信号，因此很多线缆加强了屏蔽（图中这个就是，可以看到有两组数据线拥有独立的屏蔽层）。
USB3.0的线缆和连接器同样是要做差分阻抗的。
线缆的差分阻抗要求是90Ω±5Ω。
匹配连接器的差分对阻抗要求90Ω±10Ω。
由于USB 3.0的速度达到了5.0Gbps，串行接口的时钟频率已经相当高。
目前只有6Gbps的SATA和SAS硬盘接口以及PCI-E 2.0/3.0总线的频率能够与之匹敌，而这些都是主要用于机箱内部的互连（SAS也可以用在外部，PCI-E则很少），USB 3.0却是连接在主机和外设之间。
为了保证信号的完整性，对控制器和线缆提出了更加严格的要求。
由于USB 3.0和2.0的速度相差10倍以上，再加上还有键盘/鼠标这样的USB 1.x低速外设的拖累，为了保持向下的兼容性USB 3.0采用了双总线架构（如上图）。
即在主机、Hub（集线器）、设备和线缆方面全部保留Non-SuperSpeed（USB 2.0）部分模块，在此基础上增加SuperSpeed（USB 3.0）功能模块。
这样做可以说是一种折中的办法，虽然增加了一部分成本，但是却很好的解决了兼容性的问题。
USB 3.0线缆结构示意图从上表我们看到，USB 3.0除了在数据速度上提升到5Gbps 之外，其传输界面也由USB 2.0的半双工（同一时间只能向一个方向传输数据）改为使用双重单工设计，这一点从上面的线缆图就已经能看出来。
USB 匹配
USB匹配USB控制器的内部结构如下图所示：由上图可知，USB的高速模式和低速/全速使用不同的驱动器，USB使用差分特性阻抗为90ohm的线，USB全速模式下驱动器的输出阻抗和输入阻抗一般不为45ohm，信号会发生反射造成信号质量下降，需要对电路进行匹配来减小信号的反射；常用的匹配方式有：串联匹配、并联匹配、戴维南匹配等。
USB全速驱动器的输出阻抗一般比较小，若输出阻抗<特性阻抗则可以通过串联电阻来实现匹配，E330使用iMX258处理器，其全速Host的输出阻抗Rs厂家预计为10ohm，而USB线的差分特性阻抗为90ohm，所以要实现驱动器和USB线的阻抗匹配必须在USB D+和D-上串联电阻，串联电阻的要求为Rs+R串=USB线特性阻抗；以下分别为串联0ohm、3ohm、22ohm、33ohm、51ohm和68ohm眼图，RT mean和FT mean为上升和下降时间的平均值。
R串 = 3ohm，RT mean = 3.30ns；FT mean = 2.80ns；R串 = 22ohm，RT mean = 3.71ns；FT mean = 3.12ns；R串 = 33ohm，RT mean = 4.36ns；FT mean = 3.61ns；R串 = 51ohm，RT mean = 4.88ns；FT mean = 4.50ns；当阻抗>特性阻抗时则要通过并联电阻来实现匹配，而在高速模式下，信号是通过电流源驱动的，以上匹配电阻的存在都将降低信号质量，下面分别举串联10ohm、22ohm和33ohm为例；没有串联电阻时的眼图如下：1、R串 = 10ohmU device = 17.78*45//(10+45) = 440.1mV，U host = 45/(45+10)*440.1 = 360.1mV；2、R串 = 22ohmU device = 17.78*45//(22+45) = 478.6mV，U host = 45/(45+22)*478.6 = 321.5mV；3、R串 = 33ohmU device = 17.78*45//(33+45) = 507.4mV，U host = 45/(45+33)*507.4 = 292.7mV；网友：二郎神君QQ：865896096 转载请注明出处！更多USB、SD卡等精彩内容请到/u/2080044107。
阻抗匹配的基础解说
阻抗匹配的基础解说怎样理解阻抗匹配阻抗匹配是指信号源或者传输线跟负载之间的一种合适的搭配方式。
阻抗匹配分为低频和高频两种情况讨论。
我们先从直流电压源驱动一个负载入手。
由于实际的电压源，总是有内阻的，我们可以把一个实际电压源，等效成一个理想的电压源跟一个电阻r串联的模型。
假设负载电阻为R，电源电动势为U，内阻为r，那么我们可以计算出流过电阻R的电流为：I=U/(R+r)，可以看出，负载电阻R越小，则输出电流越大。
负载R上的电压为：Uo=IR=U*[1+(r/R)]，可以看出，负载电阻R越大，则输出电压Uo越高。
再来计算一下电阻R消耗的功率为：P=I*I*R=[U/(R+r)]*[U/(R+r)]*R=U*U*R/(R*R+2*R*r+r*r)=U*U*R/[(R-r)*(R-r)+4*R*r]=U*U/{[(R-r)*(R-r)/R]+4*r}对于一个给定的信号源，其内阻r是固定的，而负载电阻R则是由我们来选择的。
注意式中[(R-r)*(R-r)/R]，当R=r时，[(R-r)*(R-r)/R]可取得最小值0，这时负载电阻R上可获得最大输出功率Pmax=U*U/(4*r)。
即，当负载电阻跟信号源内阻相等时，负载可获得最大输出功率，这就是我们常说的阻抗匹配之一。
对于纯电阻电路，此结论同样适用于低频电路及高频电路。
当交流电路中含有容性或感性阻抗时，结论有所改变，就是需要信号源与负载阻抗的的实部相等，虚部互为相反数，这叫做共厄匹配。
在低频电路中，我们一般不考虑传输线的匹配问题，只考虑信号源跟负载之间的情况，因为低频信号的波长相对于传输线来说很长，传输线可以看成是“短线”，反射可以不考虑（可以这么理解：因为线短，即使反射回来，跟原信号还是一样的）。
从以上分析我们可以得出结论：如果我们需要输出电流大，则选择小的负载R;如果我们需要输出电压大，则选择大的负载R;如果我们需要输出功率最大，则选择跟信号源内阻匹配的电阻R。
常见的阻抗匹配方式
常见的阻抗匹配方式1、源端串联匹配在信号源阻抗低于传输线特征阻抗的条件下，在信号的源端和传输线之间接一个电阻R，使源端的输出阻抗与传输线的特征阻抗相匹配，抑制从负载端反射回来的信号发生再次反射。
匹配电阻选择原则，匹配电阻值与驱动器的输出阻抗之和等于传输线的特征阻抗，常见的COMS和TTL驱动器，其输出阻抗会随信号的电平大小变化而变化。
因此，对TTL或CMOS电路来说，不可能有十分正确的匹配电阻，只能这种考虑。
链状拓扑结构的信号王不适合使用串联终端匹配，所有负责必须接到传输线的末端。
串联匹配是最常用的终端匹配方法。
它的优点是功耗小，不会给驱动器带来额外的直流负载，也不会在信号和地之间引入额外的阻抗，而且只需要一个电阻元件。
常见应用：一般的CMOS、TTL电路的阻抗匹配。
USB信号也采样这种方法做阻抗匹配。
2、并联终端匹配在信号源端阻抗很小的情况下，通过增加并联电阻使负载端输入阻抗与传输线的特征阻抗相匹配，达到消除负载端反射的目的。
实现形式分为单电阻和双电阻两种形式。
匹配电阻选择原则：在芯片的输入阻抗很高的情况下，对单电阻形式来说，负载端的并联电阻值必须与传输线的特征阻抗相近或相等;对双电阻形式来说，每个并联电阻值为传输线特征阻抗的两倍。
并联终端匹配优点是简单易行，而易见的缺点是会带来直流损耗：单电阻方式的直流功耗与信号的占空比紧密相关；双电阻方式则无论信号是高电平还是低电平都有直流功耗，但电流比单电阻方式少一半。
常见应用：以高速信号应用较多（1）DDR、DDR2等SSTL驱动器。
采用单电阻形式，并联到VTT（一般为IOVDD的一半）。
其中DDR2数据信号的并联匹配电阻使内置在芯片中的。
（2）TMDS等高速串行数据接口。
采用单电阻形式，在接受设备端并联到IOVDD，单端阻抗为50欧姆（差分对间为100欧姆）。
3.RC匹配4.二极管匹配。
如何识别和解决计算机的USB接口问题
如何识别和解决计算机的USB接口问题USB（Universal Serial Bus，通用串行总线）接口是计算机最常用的外设连接接口之一。
由于其方便的插拔性和高速数据传输能力，USB接口广泛应用于各类设备，如打印机、扫描仪、键盘、鼠标、移动存储设备等。
然而，在日常使用中，我们可能会遇到计算机的USB接口问题，例如无法识别设备、传输速度缓慢、连接不稳定等。
针对这些问题，下面将介绍如何识别和解决计算机的USB接口问题。
一、识别USB接口问题1. 确定设备经过充分检查在遇到USB接口问题之前，首先要确认设备本身是否有故障。
尝试使用该设备连接到其他计算机或USB接口，观察是否能够正常工作。
如果设备在其他计算机或USB接口上正常运行，那么问题可能出在计算机的USB接口上。
2. 检查物理连接经常出现的USB接口问题之一是物理连接不良。
检查USB设备与计算机的连接是否牢固，并确保USB线缆没有损坏或断裂。
此外，还应该检查USB接口是否有异物阻塞或脏污，这可能导致接触不良。
3. 检查设备管理器打开计算机的设备管理器可以帮助识别USB接口问题。
在Windows系统中，可以按Win + X键，然后选择设备管理器。
在设备管理器中，找到“通用串行总线控制器”选项，并展开其子菜单。
如果其中有任何一个USB根集线器或USB控制器显示为黄色感叹号或红色叉号，表示该接口存在问题。
4. 使用USB连接状态工具使用一些专门的USB连接状态工具，如USBView或USBDeview，可以帮助识别和排除USB接口问题。
这些工具能够显示连接的USB设备信息、速度和供电状态等，并提供诊断和修复功能。
二、解决USB接口问题1. 升级和安装驱动程序某些USB设备需要特定的驱动程序才能在计算机上正常工作。
访问设备制造商的官方网站，确认是否有最新的驱动程序可供下载。
如果有，按照驱动程序的安装指南进行更新。
2. 启用USB自动检测有时候，为了节省电源或防止计算机被未经授权的设备连接，操作系统可能会禁用USB自动检测功能。
高速数字电路系统中的阻抗匹配与常用端接方式
高速数字电路系统中的阻抗匹配与常用端接方式为什么要阻抗匹配?在高速数字电路系统中，电路数据传输线上阻抗如果不匹配会引起数据信号反射，造成过冲、下冲和振铃等信号畸变，当然信号沿传输线传播过程当中，如果传输线上各处具有一致的信号传播速度，并且单位长度上的电容也一样，那么信号在传播过程中总是看到完全一致的瞬间阻抗。
由于在整个传输线上阻抗维持恒定不变，我们给出一个特定的名称，来表示特定的传输线的这种特征或者是特性，称之为该传输线的特征阻抗。
特征阻抗是指信号沿传输线传播时，信号感受的瞬间阻抗的值。
特征阻抗主要参数与PCB导线所在的板层、PCB所用的材质(介电常数)、走线宽度、导线与平面的距离等因素有关，与走线长度无关。
特征阻抗可以使用软件计算。
高速PCB布线中，一般把数字信号的走线阻抗设计为50欧姆，这是个大约的数字。
一般规定同轴电缆基带50欧姆，频带75欧姆，对绞线(差分)为100欧姆。
而减小反射的方法是根据传输线的特性阻抗在其发送端串联端接使源阻抗与传输线阻抗匹配或者在接收端并联端接使负载阻抗与传输线阻抗匹配，从而使源反射系数或者负载反射系数为零。
常用的端接方式为：串联端接、简单的并联端接、戴维宁端接、RC网络端接等。
下面我们将分别对这几种端接方式进行分析1、串联端接“串联端接"串联端接在信号源端阻抗低于传输线特征阻抗的条件下，在信号的源端和传输线之间串接一个电阻R，使源端的输出阻抗与传输线的特征阻抗相匹配，抑制从负载端反射回来的信号发生再次反射。
匹配电阻选择原则：匹配电阻值与驱动器的输出阻抗之和等于传输线的特征阻抗。
常见的CMOS和TTL驱动器，其输出阻抗会随信号的电平大小变化而变化。
因此，对TTL或CMOS电路来说，不可能有十分正确的匹配电阻，只能折中考虑。
链状拓扑结构的信号网路不适合使用串联终端匹配，所有的负载必须接到传输线的末端。
串联匹配是 常用的终端匹配方法。
它的优点是功耗小，不会给驱动器带来额外的直流负载，也不会在信号和地之间引入额外的阻抗，而且只需要一个电阻元件。
阻抗匹配计算公式
阻抗匹配计算公式下面是分享的阻抗匹配基础知识详解。
供大家参考！阻抗匹配基础知识详解基本概念信号传输过程中负载阻抗和信源内阻抗之间的特定配合关系。
一件器材的输出阻抗和所连接的负载阻抗之间所应满足的某种关系，以免接上负载后对器材本身的工作状态产生明显的影响。
对电子设备互连来说，例如信号源连放大器，前级连后级，只要后一级的输入阻抗大于前一级的输出阻抗5-10倍以上，就可认为阻抗匹配良好;对于放大器连接音箱来说，电子管机应选用与其输出端标称阻抗相等或接近的音箱，而晶体管放大器则无此限制，可以接任何阻抗的音箱。
匹配条件①负载阻抗等于信源内阻抗，即它们的模与辐角分别相等，这时在负载阻抗上可以得到无失真的电压传输。
②负载阻抗等于信源内阻抗的共轭值，即它们的模相等而辐角之和为零。
这时在负载阻抗上可以得到最大功率。
这种匹配条件称为共轭匹配。
如果信源内阻抗和负载阻抗均为纯阻性，则两种匹配条件是等同的。
阻抗匹配是指负载阻抗与激励源内部阻抗互相适配，得到最大功率输出的一种工作状态。
对于不同特性的电路，匹配条件是不一样的。
在纯电阻电路中，当负载电阻等于激励源内阻时，则输出功率为最大，这种工作状态称为匹配，否则称为失配。
当激励源内阻抗和负载阻抗含有电抗成份时，为使负载得到最大功率，负载阻抗与内阻必须满足共扼关系，即电阻成份相等，电抗成份绝对值相等而符号相反。
这种匹配条件称为共扼匹配。
阻抗匹配(Impedance matching)是微波电子学里的一部分，主要用于传输线上，来达至所有高频的微波信号皆能传至负载点的目的，不会有信号反射回来源点，从而提升能源效益。
史密夫图表上。
电容或电感与负载串联起来，即可增加或减少负载的阻抗值，在图表上的点会沿著代表实数电阻的圆圈走动。
如果把电容或电感接地，首先图表上的点会以图中心旋转180度，然后才沿电阻圈走动，再沿中心旋转180度。
重覆以上方法直至电阻值变成1，即可直接把阻抗力变为零完成匹配。
iPhone&iPAD充电USB线端识别电阻的设置
普通充电器给苹果IPHONE/IPAD2充电的USB端的识别电阻的设置充电器插头一端插在220V交流电的插座上，另一端用苹果专用的数据线接到iPhone/iPad上。
220V交流电先通过整流电路和滤波电路变成300V高压直流电，再经过开关管变成高频高压脉冲，然后通过变压器转换为低压（比如5V）脉冲。
5V的低压脉冲再经过一个整流、稳压电路，变成5V稳定的直流电。
在从220V交流电变为5V直流电的整个过程中，变压器、整流电路、稳压电路只是起到一个改变电能形态的作用。
如果稳压电路输出5V的一端（USB接口）没有接上iPad或者iPhone（术语称为负载），就不会有电流流过，也就不会消耗电能。
接上负载之后，充电器输出端子的正负极才有电流，流过充电器的电流大小取决于负载的状态：只要在力所能及的范围内，负载需要多大的电流，充电器就提供多大的电流。
如果负载需要的电流超过了充电器能够提供的电流上限，那么充电器就会一直输出这个最大的电流。
这是因为，充电器内部通常会设计保护电路，一旦输出电流过大，就会触发保护机制，暂停电流输出。
不过，苹果公司为了让旗下的所有充电器和数码产品能够尽量混用，想出了一个奇招：仔细观察一下充电器的USB接口，你会发现一共有四个窄金属条，称为四个引脚。
这四个引脚分别连接5V电源、D+数据线正信号、D-数据线负信号和GND地。
标准USB引脚，电压分别是：VCC，D-，D+，GROUD；+5V，0，0，0苹果用D-，D+线的电压来检测是否是原装充电器，以决定充电电流。
IPHONE，5V，2.7V，2V，0这样最大充电电流1A；IPAD 5V，2V，2.7V，0 充电电流。
一般兼容USB接口的充电器，D+和D-两个引脚是悬空的，任何设备只要插上这样的充电器，就会从5V和GND 两个引脚获得电能。
而苹果的充电器则在D+和D-两个数据引脚上增加了分压电阻，使充电的设备能够在充电时从这两条数据线上读到两个电压。
USB通用串行总线阻抗控制
最近做了一个PCB，走线宽度为3.5mil，间距为8mil，板厚1.6，TOP到GND 之间为0.3mm，因此USB阻抗超大，超过了80--100 的范围，USB 下载小文件可以，下载大文件，就超级不行！一个惨痛的教训，让我载抄了信号完整性分析的一段：深刻体会，钱的教训的深刻的！！USB通用串行总线(Universal Serial Bus)，目前我们所说的USB一般都是指USB2.0，USB2.0接口是目前许多高速数据传输设备的首选接口,从1.1过渡到2.O,作为其重要指标的设备传输速度，从1.5Mbps的低速和12Mbps的全速提高到如今的480Mbps的高速。
USB的特点不用多说大家也知道就是：速度快、功耗低、支持即插即用、使用安装方便。
正是因为其以上优点现在很多视频设备也都采用USB 传输。
USB2.0设备高速数据传输PCB 板设计。
对于高速数据传输PCB板设计最主要的就是差分信号线设计，设计好坏关乎整个设备能否正常运行。
1、USB2.0接口差分信号线设计USB2.0协议定义由两根差分信号线(D 、D-)传输高速数字信号，最高的传输速率为480 Mbps。
差分信号线上的差分电压为400mV，理想的差分阻抗(Zdiff)为90(1±O．1)Ω。
在设计PCB 板时，控制差分信号线的差分阻抗对高速数字信号的完整性是非常重要的，因为差分阻抗影响差分信号的眼图、信号带宽、信号抖动和信号线上的干扰电压。
由于不同软件测量存在一定偏差，所以一般我们都是要求控制在80Ω至100Ω间。
差分线由两根平行绘制在PCB 板表层(顶层或底层)发生边缘耦合效应的微带线(Microstrip)组成的，其阻抗由两根微带线的阻抗及其和决定，而微带线的阻抗(Zo)由微带线线宽(W)、微带线走线的铜皮厚度(T)、微带线到最近参考平面的距离(H)以及PCB 板材料的介电常数(Er)决定，其计算公式为：Zo={87/sqrt(Er 1.41)]}ln[5.98H/(0.8WT)]。
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USB识别及阻抗匹配
2016/11/22
修改记录：
目录
1.概述 (3)
B 传送数率 (3)
B接口定义 (3)
B识别 (3)
2.1.全速和低速识别 (3)
2.2.高速识别 (4)
B匹配 (8)
1.概述
USB是英文universal serial bus通用串行总线的缩写，是一个外部总线标准，用于规范电脑和外部设备的链接和通信。
B 传送数率
B接口定义
B识别
我们知道USB2.0向下兼容USB1.x，即高速2.0的hub能支持所有的速度类型的设备，而USB1.x 的hub不能支持高速设备（High Speed Device）。
因此，如果高速设备挂到USB1.x的hub上，那该设备只能工作在全速模式下。
不管是hub还是设备（device），对于速度的区分是非常重要的，否则，后续的通信根本无法进行。
2.1.全速和低速识别
根据规范，全速（Full Speed）和低速（Low Speed）很好区分，因为在设备端有一个1.5k的上拉电
阻，当设备插入hub或上电（固定线缆的USB设备）时，有上拉电阻的那根数据线就会被拉高，hub根据D+/D-上的电平判断所挂载的是全速设备还是低速设备。
如下两图：
USB全速设备上电连接
（Full-speed Device Cable and Resistor Connections）
USB低速设备上电连接
（Low-speed Device Cable and Resistor Connections）
2.2.高速识别
USB全速/低速识别相当简单，但USB2.0，USB1.x就一对数据线，不能像全速/低速那样仅依靠数据线上拉电阻位置就能识别USB第三种速度：高速。
因此对于高速设备的识别就显得稍微复杂些。
高速设备初始是以一个全速设备的身份出现的，即和全速设备一样，D+线上有一个1.5k的上拉电阻。
USB2.0的hub把它当作一个全速设备之后，hub和设备通过一
系列握手信号确认双方的身份。
在这里对速度的检测是双向的，比如高速的hub需要检测所挂上来的设备是高速、全速还是低速，高速的设备需要检测所连上的hub是USB2.0的还是1.x的，如果是前者，就进行一系列动作切到高速模式工作，如果是后者，就以全速模式工作。
下图展示了一个高速设备连到USB2.0 hub上的情形：
hub检测到有设备插入/上电时，向主机通报，主机发送Set_Port_Feature请求让hub 复位新插入的设备。
设备复位操作是hub通过驱动数据线到复位状态SE0(Single-ended 0，即D+和D-全为低电平)，并持续至少10ms。
高速设备看到复位信号后，通过内部的电流源向D-线持续灌大小为17.78mA电流。
此时高速设备的1.5k上拉电阻还未撤销，在hub端，全速驱动器形成一个阻抗为45欧姆(Ohm)的终端电阻，所以在hub端看到一个约800mV的电压（45欧姆*17.78mA），这就是Chirp K信号。
Chirp K信号的持续时间是1ms~7ms。
在hub端，虽然下达了复位信号，并一直驱动着SE0，但USB2.0的高速接收器一直在检测Chirp K信号，如果没有Chirp K信号看到，就继续复位操作,直到复位结束，之后就在全速模式下操作。
如果只是一个全速的hub，不支持高速操作，那么该hub不理会设备发送的Chirp K信号，之后设备也不会切换到高速模式。
设备发送的Chirp K信号结束后100us内，hub必须开始回复一连串的KJKJKJ....序列，向设备表明这是一个USB2.0的hub。
这里的KJ序列是连续的，中间不能间断，而且每个K或J的持续时间在40us~60us之间。
KJ序列停止后的100~500us内结束复位操作。
hub发送Chirp KJ序列的方式和设备一样，通过电流源向差分数据线交替灌17.78mA的电流实现。
再回到设备端来。
设备检测到6个hub发出的Chirp 信号后（3对KJ序列），它必须在500us内切换到高速模式。
切换动作有：
1. 断开1.5k的上拉电阻。
2. 连接D+/D-上的高速终端电阻（high-speed termination），实际上就是全速/低速差分
驱动器。
3. 进入默认的高速状态。
执行1，2两步后，USB信号线上看到的现象就发生变化了：hub发送出来的Chirp KJ序列幅值降到了原先的一半，400mV。
这是因为设备端挂载新的终端电阻后，配上原先hub端的终端电阻，并联后的阻抗是22.5欧姆。
400mV就是由17.78mA*22.5Ohm 得来。
以后高速操作的信号幅值就是400mV而不像全速/低速那样的3V。
至此，高速设备与USB2.0 hub握手完毕，进行后续的480Mbps高速信号通信。
最后附上几幅实际USB高速识别的示波器抓图，图中蓝色信号是D+,黄色信号是D-。
1.数据线D+在T点之前挂上1.5K电阻，在T点被host拉成EP0状态。
在近2ms后，
设备发送第一个Chirp K，向host通知说：我是一个高速设备，如果可能，请用高速方式与我通信。
其幅度是800mV（17.78mA * (45Ohm || 1.5kOhm) = 800mV，见上文解释）。
在这里，Chirp K的持续时间是2.13ms（a，b两点之间）。
2.这幅图显示了host发出的chirp KJ信号的幅度，头几个KJ是800mv（a，b之间），随后的是400mV。
图中可以看到设备在收到第三个chirp J（蓝色短条）后马上把1.5k电阻取消，导致chirp J的幅值下降到400mV。
(17.78mA * (45Ohm || 45Ohm) = 17.78mA * 22.5Ohm = 400mV)
3.量测了一个chirp J的宽度：43.5us。
B匹配
USB控制器的内部结构如下图所示：
由上图可知，USB的高速模式和低速/全速使用不同的驱动器，USB使用差分特性阻抗为90ohm的线，USB全速模式下驱动器的输出阻抗和输入阻抗不为45ohm，信号会发生反射造成信号质量下降，需要对电路进行匹配来减小信号的反射；常用的匹配方式有：串联匹配、并联匹配、戴维南匹配等。
USB全速驱动器的输出阻抗一般比较小，
1.若输出阻抗<特性阻抗，则可以通过串联电阻来实现匹配，要实现驱动器和USB线的阻抗匹配必
须在USB D+和D-上串联电阻，串联电阻的要求为Rs+R串=USB线特性阻抗；
以下分别为串联0ohm、3ohm、22ohm、33ohm、51ohm和68ohm眼图，RT mean和FT mean为上升和下降时间的平均值。
1)R串= 3ohm，RTmean = 3.30ns；FTmean = 2.80ns；
2)R串= 22ohm，RTmean = 3.71ns；FTmean = 3.12ns；
4)R串= 51ohm，RTmean = 4.88ns；FTmean = 4.50ns；
2.当阻抗>特性阻抗时，则要通过并联电阻来实现匹配，而在高速模式下，信号是通过电流源驱动
的，以上匹配电阻的存在都将降低信号质量，下面分别举串联10ohm、22ohm和33ohm为例；
1)没有串联电阻时的眼图如下：
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U device = 17.78*45//(10+45) = 440.1mV，U host = 45/(45+10)*440.1 = 360.1mV；
U device = 17.78*45//(22+45) = 478.6mV，U host = 45/(45+22)*478.6 = 321.5mV；
4)R串= 33ohm
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U device = 17.78*45//(33+45) = 507.4mV，U host = 45/(45+33)*507.4 = 292.7mV；
1、1.5K上拉到？
2、800mv时候的等效电路？。