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USB 拓展坞项目概述​编辑

关键技术原理

差分信号特性

接口选型与连接

芯片与外围电路设计

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USB 拓展坞项目概述

USB 拓展坞（USB 集线器）通过桥接芯片将电脑的一个 USB 接口拓展为多个，解决笔记本接口不足的问题。本次项目选用 SL2.1A 芯片，支持 USB2.0 协议，可实现 “一转四” 功能，其核心原理是通过芯片处理差分信号（DM/DP）完成数据传输，同时需外接 12MHz 晶振和 5V 电源供电。

关键技术原理

1. 差分信号特性

   • USB 使用差分信号（DM/DP）传输数据，通过两根极性相反的信号线电压差承载信息，抗干扰能力强于单端信号。
   • 差分线设计要点：长度尽量短、优先布线、减少过孔、平行紧密走线（间距 20mil 以上）、长度差控制在 5mil 内，USB2.0 可暂不考虑 90Ω 阻抗匹配。

2. 接口选型与连接

   • Type C（上行接口）：连接电脑，支持正反插，需关注 USB2.0 差分信号引脚（A6/A7、B6/B7），CC 引脚接 5.1KΩ 下拉电阻，电源引脚（Vbus/GND）需宽焊盘承载大电流。
   • Type A（下行接口）：拓展输出接口，含 VCC、GND、DM、DP 共 4 个引脚，传输 USB 差分信号。

芯片与外围电路设计

• SL2.1A 芯片：

  • 引脚功能：9/10 脚接上行 USB 信号（DM/DP），1-8 脚接下行 4 个 USB 接口的差分信号，15/16 脚接 12MHz 晶振，VD 脚接 5V 电源（最大 5.5V）。
  • 电气参数：工作温度 - 60℃~100℃（典型 0℃~70℃），供电电流 50-120mA，静态电流≤2.5mA。
• 设计参考：依据芯片数据手册的应用电路，设计原理图时优先处理差分信号路径，确保信号完整性。