USB通信中的阻抗是指传输线路或接口的电阻,它直接影响着信号的传输质量和稳定性。如果阻抗不匹配,会导致信号反射、衰减等问题,从而影响USB的传输速率和可靠性。
为了保证USB接口的稳定传输,端口需要匹配设备的信号阻抗,即单端阻抗为90欧姆,差模阻抗为45欧姆,如果不匹配,会导致驱动能力下降、带宽减小、EMI增加。
电磁干扰(EMI)是由于不同电气设备之间的电波相互干扰而产生的。USB设备也是如此。USB设备的数据传输线路密集,而且设备内部的模拟电路和数码电路共同存在,会产生电磁场干扰,影响到其他电子产品的正常使用。
而USB阻抗匹配可以减少EMI的产生,匹配良好的USB设备可以减少和抑制EMI信号的反射和折返,从而大大提高信号的抗干扰能力,有助于减少其他设备的EMI受到USB传输的干扰。
USB接口的阻抗控制主要有两种方法:一种是通过端口的阻抗匹配电路来实现,另一种是通过传输线路的匹配完成。
端口的阻抗匹配电路是指USB接口上电路板上制造的电路解决电源及数据线的阻抗匹配问题。其优点是成本低、稳定性好,但缺点是不能满足高速传输的要求。此时,需要通过传输线路的匹配来实现更高的阻抗控制能力,从而实现更高的传输速度。
USB技术的日益发展和应用范围的扩大,对阻抗匹配的要求也在不断提高。未来的发展趋势是为了满足更高的传输速度和更好的抗干扰能力,将采用更加严格的阻抗匹配要求,例如在USB 3.0标准中,差模阻抗控制最小误差已经降低至1欧姆以下,单端阻抗也要控制在整个路径上的误差范围内。