【技术】USB2.0的驱动特性

时间： 2021-07-14 来源：步步精科技

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USB的硬件信号都是由USB的物理层来处理的，USB 2.0的物理层收发器包括一个接收器和一个发送器，由于USB规范的向下兼容性要求，USB 2.0的物理发送器同时包括一个全/低速驱动器和一个支持高速传输的电流驱动器。接收器同样包括一个支持全/低速的差分接收器和两个单端的接收器，还包括一个支持高速传输的差分接收器和高速设备连接断开接测器。

图 1

USB2.0在低速和全速模式下，当差分信号线上拉电压为 3.6V，并在接有 1.5kΩ负载上拉电阻时，如果要求驱动器输出为低时，差分信号线上的输出电平须低于VOL（max）（0.3V）；当差分信号线上接有15kΩ负载下拉电阻到地，如果要求驱动器输出为高时，输出电平必须高于VOH（min）2.8V。此外，USB2.0驱动器还有其他更多的要求，如驱动器须控制斜率（上升或下降），斜率须满足眼图要求，使得辐射和串扰能够达到最小的程度。驱动器的输出还必须是三态输出，用以满足双向半双工操作。

USB2.0在低速和全速模式下的传输速度分别只有1.5Mb/s和12Mb/s，使用电压驱动的方式能够满足其数据传输速度的要求。而高速模式支持的传输速度高达480Mb/s，当USB 2.0规范在2000年刚推出时，电压高速驱动方案还并不成熟，所以高速模式采用恒流源模式和低摆幅输出（400mV）的电流驱动方式来满足USB 2.0高速传输的速度需求。

USB2.0高速的电流信号源自一个内部的高速电流驱动器，通过电流转换流到D+或D-上，以产生高速差分信号。这个电流源的标称值为17.78mA，而由于USB主机和USB设备在高速模式下分别挂载一个45Ω的等效终端电阻，两个终端电阻并联之后接到地的数据线上，因此数据线上标称高电平为400mV（17.78×45/2）。

图 2

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