我正在考慮使用V-USB向我的設備添加USB支持。從我在其他地方讀取的數據來看，USB在數據引腳上似乎只有3.3V高電平，而USB提供的電壓為5V。
這背後的原因是什麼？對我來說，這似乎只會使事情變得更複雜，因為那樣一來，我需要在板上使用多個電壓，或者將Vcc完全降低至3.3V。
較高的電壓可以補償設備的壓降。如果USB為3.3v，則如果電纜較長且連接器連接不良且壓降為0.5v，則設備將僅以2.8v運行。如果電壓為5v，那麼您仍然可以使用4.5v，這足以運行LDO穩壓器。
低速USB上的數據線對於發送器具有以下特性的差分信號電壓：-
在低速和全速設備上，通過拉動來發送差分'1' D +高於2.8V，將15K歐姆電阻拉至地，D-低於0.3V，而1.5K電阻則拉至3.6V。另一方面，差分“ 0”是D-大於2.8V，D +小於0.3V，並且具有相同的適當下拉電阻。
對於接收器，規格為：-
接收器將差分“ 1”定義為D +比D-大200mV，而將差分“ D'比D-小200mV，因此0'。
信息取自此處，請注意，在說3V6的地方實際上表示3V3。
對於高速USB系統，電壓電平較小：-
您可能會說，傳輸邏輯電平實際上沒有任何作用適用於5V或3V3邏輯系統。電源只是常規電源，因此與5V和3V3系統的兼容性相當容易。
電源引腳上的5V電壓只是需要電源的設備的電源。引入USB時，5V和3.3V設備都是常見的，目標是同時支持兩個系統。使用5V代替3.3V作為電源電壓至少有兩個優點：
數據引腳的情況也是為了盡可能簡單地支持3.3V和5V器件。 5V器件的輸入/輸出可以設計為最大解釋和輸出3.3V。作為高水平。已有數十年曆史的TTL標準僅需要2.4V的高電平，因此理論上兼容3.3V（作為輸入）。
相反，如果選擇數據總線以5V電平運行，則將對3.3V器件造成問題。儘管可以很容易地使輸入成為5V耐壓的，但在輸出上不可能使用單電源電壓輸出5V。它需要一個電平轉換器（內置或外部）和兩個電源電壓。絕對比以前更複雜，尤其是在USB等雙向總線上。
確定差分總線的電壓電平時的主要因素是功耗。電壓/比特率越高，功耗就越高（這對於讀者來說是顯而易見的）。特別是當您具有非常高的速度信號或多個負載點時，功耗會被放大。如果您從另一個方向考慮相同的問題，那麼從驅動器的角度來看，更高的電壓電平將更難實現，從而限制了傳輸速度。許多現代總線（包括USB）中使用的電流模式驅動（可確保速度），可降低數據線上的電壓擺幅。
另一方面，反射或信號缺陷會導致過衝/下衝。如果總線上本身已經具有高電壓，則設備可能無法承受疊加的（和更高的功率）瞬變。這種力量也徒勞無功。這種現象的極端情況是當您將天線與射頻發射器斷開連接時。如果發射器中有足夠的功率，則會危害無線電。您還可以考慮其他因素，例如EMI。終端中散發的熱量如何？對於給定的Z0，更多的揮發，更多的熱量。
這就是為什麼低速/全速USB使用3.3V，USB 2.0和更高版本使用更低的800 / 400mv的原因。我們通常希望施加對特定接口有意義的最低電壓。請注意，許多高速接口（例如以太網，can，hdmi，pci，lvds等）都在同一層中使用低壓信號。
另一個原因可能是連接是否正確工作的信心。更大的範圍對噪聲更有效（因為需要更高電壓的噪聲才能更改位的狀態）。