Universele Seriële Bus (USB) is waarskynlik een van die mees veelsydige koppelvlakke ter wêreld. Dit is oorspronklik deur Intel en Microsoft geïnisieer en beskik oor so 'n "hot plug and play" as moontlik. Sedert die bekendstelling van die USB-koppelvlak in 1994, na 26 jaar se ontwikkeling, deur USB 1.0/1.1, USB 2.0, USB 3.x, is dit uiteindelik ontwikkel tot die huidige USB4; die oordragspoed het ook toegeneem van 1.5 Mbps tot die nuutste 40 Gbps. Tans ondersteun nie net die nuut bekendgestelde slimfone basies die Tipe-C-koppelvlak nie, maar ook skootrekenaars, digitale kameras, slimluidsprekers, mobiele kragbronne en ander toestelle het begin om die Tipe-C-spesifikasie USB-koppelvlak aan te neem, wat suksesvol in die motorbedryf bekendgestel is. In plaas van USB-A, het Tesla se nuwe Model 3 USB-C-poorte, en Apple het sy MacBooks en AirPods Pro heeltemal omgeskakel na suiwer USB Tipe-C-poorte vir data-oordrag en laai. Daarbenewens, volgens die vereistes van die EU, sal Apple ook USB tipe-C-koppelvlak in die toekomstige iPhone15 gebruik, en dit is ongetwyfeld dat USB4 die hoofproduk-koppelvlak in die toekomstige mark sal wees.
Vereistes vir USB4-kabels
Die grootste verandering in die nuwe USB4 is die bekendstelling van die Thunderbolt-protokolspesifikasie wat Intel met usb-if gedeel het. Deur dubbele skakels te loop, word die bandwydte verdubbel tot 40 Gbps, en Tunneling ondersteun verskeie data- en vertoonprotokolle. Voorbeelde sluit in PCI Express en DisplayPort. Boonop handhaaf USB4 goeie versoenbaarheid met die bekendstelling van die nuwe onderliggende protokol, aangesien dit terugwaarts versoenbaar is met USB3.2/3.1/3.0/2.0, sowel as Thunderbolt 3. Gevolglik het USB4 die mees komplekse USB-standaard tot nog toe geword, wat vereis dat ontwerpers USB4-, USB3.2-, USB2.0-, USB Type-C- en USB Power Delivery-spesifikasies moet verstaan. Daarbenewens moet ontwerpers die PCI Express- en DisplayPort-spesifikasies verstaan, sowel as die HIGH-DEFINITION-inhoudbeskermingstegnologie (HDCP) wat versoenbaar is met die USB4 DisplayPort-modus, en die kabels en verbindings waarmee ons vertroud is, het hoër vereistes om aan die elektriese werkverrigtingvereistes van die USB4-kabel-afgewerkte produkte te voldoen.
'n Koaksiale weergawe van USB4 het uit die bloute ontstaan
In die USB3.1 10G-era het baie vervaardigers koaksiale strukture aangeneem om aan die vereistes van hoëfrekwensie-prestasie te voldoen. Die koaksiale weergawe is nog nie voorheen in die USB-reeks toegepas nie, en die toepassingsscenario's daarvan is hoofsaaklik vir skootrekenaars, selfone, GPS, meetinstrumente, Bluetooth-tegnologie, ens. Die algemene toepassing van kabels is mediese koaksiale lyne, teflon koaksiale elektroniese lyne, radiofrekwensie koaksiale draad, ens. Met die mark se grootmaat kostebeheervereistes, het die USB3.1-era van stranding die mark vinnig beset om aan die prestasie van die produk te voldoen, maar met die USB4-mark se hoëfrekwensie-oordragvereistes wat al hoe strenger word, en hoëspoed-oordrag benodig draad met 'n sterk anti-interferensievermoë en elektriese prestasiestabiliteit. Om die stabiliteit van hoëfrekwensie-oordrag te verseker, is die huidige hoofstroom USB4 steeds die belangrikste koaksiale weergawe. Die koaksiale produksie- en vervaardigingsproses is 'n komplekse proses. Om die hoëfrekwensie- en hoëspoed-toepassing op te los, word toepaslike produksietoerusting en 'n volwasse en stabiele produksieproses vereis. In die produksie van die produk, materiaalkeuse, prosesparameters en prosesbeheer, speel die elektriese parameters van gespesialiseerde laboratoriumtoetse 'n sleutelrol. Dwarsdeur die ontwikkeling van die koaksiale struktuur se knelpunt is daar (materiaalkoste, verwerkingskoste duur) en ander goed, maar die ontwikkeling van die mark draai altyd om hoe om die grootste bondelprys te behaal. Die paar draaiweergawes was nog altyd in die gaping van koaksiale ontwikkelingsnavorsing en -ontwikkeling en deurbraak.
Dit kan gesien word uit die struktuur van die koaksiale lyn, van binne na buite, onderskeidelik: sentrale geleier, isolerende laag, buitenste geleidende laag (metaalgaas), draadvel. Koaksiale kabel is 'n saamgestelde materiaal wat uit twee geleiers bestaan. Die sentrale draad van die koaksiale kabel word gebruik om seine oor te dra. Die metaalafskermingsnet speel twee rolle: een is om die stroomlus vir die sein as die gemeenskaplike grond te verskaf, en die ander is om die interferensie van elektromagnetiese geraas op die sein as 'n afskermingsnet te onderdruk. Die sentrale draad en die afskermingsnetwerk tussen die semi-skuimende polipropileen-isolasielaag bepaal die isolasielaag die oordragseienskappe van die kabel en beskerm die middelste draad effektief, duur het duur redes.
Komende USB4 twisted pair-weergawe?
Namate elektroniese stroombane teen hoër frekwensies werk, word die elektriese eienskappe van elektroniese komponente moeiliker om te bemeester. Wanneer die komponentgrootte of die hele stroombaangrootte in vergelyking met die golflengte van die bedryfsfrekwensie groter as een is, die stroombaaninduktansiekapasitansiewaarde, of komponente se parasitiese effek van materiaaleienskappe ensovoorts, selfs wanneer ons die draadpaarstruktuur gebruik, kan die basiese frekwensieparametertoetsing nie aan die vereistes van kliënte voldoen nie, en is dit meer buigsaam as die koaksiale weergawe van die struktuur en die deursnee daarvan is veel groter. Waarom kan ek nie die USB-paar in bondels toepas nie? Oor die algemeen, hoe hoër die frekwensie van kabelgebruik, hoe korter die golflengte van die sein, en hoe kleiner die skeefsteek, hoe beter die balanseffek. 'n Te klein splitssteek sal egter lae produksiedoeltreffendheid en verstuiking van die geïsoleerde kerndraad veroorsaak. Die steek van die lynpaar is baie klein, die aantal torsies is baie, en die torsiespanning op die gedeelte is ernstig gekonsentreerd, wat lei tot ernstige vervorming en skade aan die isolasielaag, en uiteindelik die vervorming van die elektromagnetiese veld veroorsaak, wat sommige elektriese aanwysers soos SRL-waarde en verswakking beïnvloed. Wanneer isolasie-eksentrisiteit bestaan, verander die afstand tussen geleiers periodiek as gevolg van die omwenteling en rotasie van die isolerende enkele lyn, wat periodieke skommelinge van impedansie veroorsaak. Die skommelingsperiode is relatief lank. In hoëfrekwensie-oordrag kan hierdie stadige verandering deur elektromagnetiese golwe opgespoor word en die terugkeerverlieswaarde beïnvloed. Die USB4-paarweergawe kan nie in bondels gebruik word nie.
Nie op die grond nie, maar ek wil nie my koaksiale doodskakelaar gebruik nie, so mense het begin om die verskil tussen USB4-afskermingsmetodes te verifieer. Die grootste nadeel is dat die geleier maklik gedraai kan word. Die verskil met die parallelle pakket is direk vir huiswerk om verstuiking van die geleier te vermy. Soos ons almal weet, word SAS, SFP+ ens. tans in hoëspoedlyne gebruik. Dit wys genoeg dat die werkverrigting daarvan hoër moet wees as die gestrande weergawe. 'n Belangrike rol van hoëfrekwensie-datalyne is om dataseine oor te dra, maar wanneer ons dit gebruik, kan allerhande morsige interferensie-inligting verskyn. Kom ons dink daaraan as hierdie interferensieseine die binneste geleier van die datalyn binnedring en op die oorspronklike oordragsein plaas, is dit moontlik om die oorspronklike oordragsein te beïnvloed of te verander, wat nuttige seinverlies of probleme veroorsaak? En die verskil tussen die aluminiumfoelielaag is dat dit inligting aan ons oordra om die rol van beskermende en afskermende materiaal te speel. Dit word gebruik om die interferensie van eksterne onafhanklike seine vir oordrag te verminder. Die hoofmateriaal vir die verpakkingsband en die trek van aluminiumfoelie is om aluminiumfoelie te verseël en af te skerm. Dit is eensydig of tweesydig bedek met plastiekfilm. Lu: Su-saamgestelde foelie word as die afskerming van die kabel gebruik. Kabelfoelie benodig minder olie op die oppervlak, geen gate nie en het hoë meganiese eienskappe. Die proses van toedraai is om twee geïsoleerde kerndrade en gronddrade deur 'n toedraaimasjien bymekaar te bring. Terselfdertyd word 'n laag aluminiumfoelie en 'n laag selfklevende poliësterband op die buitenste draad gebruik om die draadpaar af te skerm en die struktuur van die toedraaiende kerndrade te stabiliseer. Hierdie proses het 'n belangrike effek op die draadeienskappe, insluitend impedansie, vertragingverskil en demping, want dit moet streng volgens die vereistes van die vakmanskap geproduseer word en toetse op die elektriese eienskappe uitgevoer word om te verseker dat die toedraaiende kerndraad aan die vereistes voldoen. Natuurlik het nie alle datalyne twee lae afskerming nie. Sommige het verskeie lae, ander het slegs een laag, of glad nie. Afskerming is 'n metaalskeiding tussen twee ruimtelike streke om die induksie en straling van elektriese, magnetiese en elektromagnetiese golwe van een streek na die ander te beheer. Om spesifiek te wees, die geleierkern word omring deur 'n afskermende liggaam om te verhoed dat hulle deur die eksterne elektromagnetiese veld/interferensiesein beïnvloed word, en om te verhoed dat die interferensie-elektromagnetiese veld/sein na buite versprei. USB-differensiële paar hoëfrekwensie seintoetsing kan vergelykbaar wees met koaksiale, differensiële paar USB4-kabel wat op pad is.
Plasingstyd: 16 Augustus 2022
