Routage USB 2.0 haute vitesse à 2 couches

Tout d'abord:

• C'est pour un projet de loisir unique (ou double), rien de plus sérieux. S'il s'agissait d'un design commercial, j'irais en 4 couches à la fois (bien que je ne concevrais pas un tel projet en premier lieu).
• Aller à 4 couches n'est acceptable que si VRAIMENT nécessaire ; ces cartes coûtent au moins deux fois plus cher dans ces quantités, et le PCB à 2 couches coûte toujours plus cher que les composants combinés.
• Le but est de faire passer le signal USB 2.0, le plus souvent indemne, entre deux connecteurs (USB-B vers USB-A, les deux femelles), rien de plus; mon PCB n'utilise pas réellement le signal.

(Si ces points déplacent le poste dans un territoire "trop ​​étroit", n'hésitez pas à les ignorer :-)

La question est donc: est-ce possible, avec des résultats acceptables? L'objectif principal est, bien entendu, de permettre les communications à haut débit (480 Mbit / s).

Selon la spécification USB, la paire différentielle doit avoir une impédance différentielle de 90 ohms et une impédance caractéristique à la terre de 30 ohms. Cependant, l'USB semble tolérer un peu d'abus; une note d'application SMSC (PDF) où ils discutent de la disposition des circuits imprimés USB 2.0 à 2 couches mentionne que l'impédance asymétrique n'est pas aussi critique que le différentiel, et qu'une plage de "45 à 80 ohms" est acceptable.

Les spécifications de la carte sont de 1 oz de cuivre, avec 63 mil FR-4 entre les deux.
Selon quelques calculateurs d'impédance, comme celui-ci (qui, à moins que je ne comprenne quelque chose, n'affiche pas également l'impédance asymétrique), il semble que des traces de 50 mil avec un espacement de 10 mil donnent un différentiel de 90 ohms et ~ 80 ohm Z0.
(Ces valeurs proviennent de la calculatrice Saturn PCB Toolkit qui est gratuite, mais qui doit être téléchargée.)

Les traces seraient de l'ordre de 3 pouces de long, et iraient probablement en U à l'envers pour aller près des bords de la carte, de sorte que j'ai de l'espace pour router tout le reste (signaux inférieurs à MHz uniquement) sans casser le plan du sol sous les traces USB.

Je me rends bien sûr compte que toute cette entreprise est un peu folle; cependant, encore une fois, c'est pour un conseil de passe-temps, et cela semble avoir été fait par des entreprises sérieuses également.
La grande vitesse me dépasse encore un peu, mais le reste du projet est simple; J'ai juste besoin de faire passer ce signal sur le PCB et tout le reste est un morceau de gâteau.

Si vous l'avez manqué, la question principale est: est-ce possible, avec des résultats acceptables?
S'il existe de meilleures méthodes de routage à 2 couches (par exemple, ce court article utilise le routage de guide d'onde coplanaire à cet effet), veuillez le dire. Je ne trouve pas beaucoup d'informations (à la fois détaillées et compréhensibles, mais sans détails ni mentions d'équation / calculatrice) à ce sujet.

Résumer la piste des commentaires comme réponse :

La configuration requise est une disposition de PCB pour une connexion entre les connecteurs USB 2.0 A et B sur un PCB. Le reste du circuit sur le PCB n'interagit pas avec le chemin du signal USB.

Solution suggérée :

En changeant la disposition physique des deux prises pour qu'elles soient rapprochées plutôt que sur les côtés opposés de la carte comme prévu à l'origine, les problèmes de longueur de trace de signal et d'effet de transmission sont atténués.

De plus, en plaçant les deux connecteurs à angle droit l'un par rapport à l'autre, dans un coin de la zone de la carte, la nécessité de laisser un espace entre eux pour permettre le branchement des câbles est prise en compte: les câbles seraient connectés le long de différents bords de la bord et ne se toucherait pas.

Cela permet également de simplifier le routage:

• La recommandation pour des trajets de signaux de longueur égale est traitée de manière inhérente
• L'arrangement n'interfère pas avec le reste de la disposition du PCB, car il est éteint dans un coin
• Avec la petite longueur de trace indiquée, les effets de ligne de transmission et d'antenne sont négligeables pour les transmissions USB 2.0 haute vitesse

(tel que publié par OP).

Préoccupations qui pourraient devoir être abordées :

• Robustesse physique du PCB pour faire face aux contraintes d'insertion de câbles répétées - Un boulon de montage au coin entre les connecteurs doit résoudre ce problème.
• La longueur totale effective du câble USB, en additionnant les câbles côté A et côté B, peut dépasser la longueur maximale du câble USB. La très courte section PCB n'agirait que comme une extension du câble.
• Solutions créatives nécessaires pour encadrer convenablement la carte avec des connecteurs au coin.