Διαφορικό ζεύγος καλωδίων USB4

Το Universal Serial Bus (USB) είναι πιθανώς μια από τις πιο ευέλικτες διεπαφές στον κόσμο. Αρχικά ξεκίνησε από την Intel και τη Microsoft και διαθέτει όσο το δυνατόν πιο hot plug and play. Από την εισαγωγή της διεπαφής USB το 1994, μετά από 26 χρόνια ανάπτυξης, μέσω USB 1.0/1.1, USB2.0, USB 3.x, τελικά αναπτύχθηκε στο σημερινό USB4. Ο ρυθμός μετάδοσης έχει επίσης αυξηθεί από 1,5Mbps στα τελευταία 40Gbps. Προς το παρόν, όχι μόνο τα πρόσφατα κινητά τηλέφωνα υποστηρίζουν βασικά διεπαφή Type-C, αλλά και οι φορητοί υπολογιστές, οι ψηφιακές φωτογραφικές μηχανές, τα έξυπνα ηχεία, τα τροφοδοτικά κινητών και άλλες συσκευές έχουν αρχίσει να υιοθετούν τη διεπαφή USB προδιαγραφών TYPE-C, η οποία έχει εισαχθεί με επιτυχία στον τομέα της αυτοκινητοβιομηχανίας. Αντί για USB-A, το νέο Model 3 της Tesla διαθέτει θύρες USB-C και η Apple έχει μετατρέψει πλήρως τα MacBook και AirPods Pro σε καθαρές θύρες USB Type-C για μεταφορά δεδομένων και φόρτιση. Επιπλέον, σύμφωνα με τις απαιτήσεις της ΕΕ, η Apple θα χρησιμοποιήσει επίσης τη διεπαφή USB type-c στο μελλοντικό iPhone15 και δεν υπάρχει αμφιβολία ότι η USB4 θα είναι η κύρια διεπαφή προϊόντος στη μελλοντική αγορά.

Απαιτήσεις για καλώδια USB4

Η μεγαλύτερη αλλαγή στο νέο USB4 είναι η εισαγωγή της προδιαγραφής πρωτοκόλλου Thunderbolt που η Intel μοιράστηκε με το usb-if. Λειτουργώντας μέσω διπλών συνδέσεων, το εύρος ζώνης διπλασιάζεται στα 40Gbps και η λειτουργία Tunneling υποστηρίζει πολλαπλά πρωτόκολλα δεδομένων και οθόνης. Παραδείγματα περιλαμβάνουν τα PCI Express και DisplayPort. Επιπλέον, το USB4 διατηρεί καλή συμβατότητα με την εισαγωγή του νέου υποκείμενου πρωτοκόλλου, όντας συμβατό με USB3.2/3.1/3.0/2.0, καθώς και με Thunderbolt 3. Ως αποτέλεσμα, το USB4 έχει γίνει το πιο σύνθετο πρότυπο USB μέχρι σήμερα, απαιτώντας από τους σχεδιαστές να κατανοήσουν τις προδιαγραφές USB4, USB3.2, USB2.0, USB Type-C και USB Power Delivery. Επιπλέον, οι σχεδιαστές πρέπει να κατανοήσουν τις προδιαγραφές PCI Express και DisplayPort, καθώς και την τεχνολογία προστασίας περιεχομένου HIGH-DEFINITION (HDCP) που είναι συμβατή με τη λειτουργία USB4 DisplayPort, και τα καλώδια και οι υποδοχές με τις οποίες είμαστε εξοικειωμένοι έχουν υψηλότερες απαιτήσεις για να πληρούν τις ηλεκτρικές απαιτήσεις απόδοσης των τελικών προϊόντων καλωδίου USB4.

Μια ομοαξονική έκδοση του USB4 εμφανίστηκε από το πουθενά

Στην εποχή USB3.1 10G, πολλοί κατασκευαστές υιοθέτησαν ομοαξονική δομή για να καλύψουν τις απαιτήσεις απόδοσης υψηλής συχνότητας. Η ομοαξονική έκδοση δεν είχε εφαρμοστεί στη σειρά USB πριν, και τα σενάρια εφαρμογής της είναι κυρίως φορητοί υπολογιστές, κινητά τηλέφωνα, GPS, όργανα μέτρησης, τεχνολογία Bluetooth κ.λπ. Η γενική εφαρμογή του καλωδίου είναι η ιατρική ομοαξονική γραμμή, η ομοαξονική ηλεκτρονική γραμμή τεφλόν, το ομοαξονικό καλώδιο ραδιοσυχνοτήτων κ.λπ., με τις απαιτήσεις ελέγχου του κόστους χύμα στην αγορά, στην εποχή USB3.1 η προσάραξη για την κάλυψη της απόδοσης του προϊόντος καταλαμβάνει γρήγορα την αγορά, αλλά με την αγορά USB4 για απαιτήσεις μετάδοσης υψηλής συχνότητας όλο και πιο αυστηρές, και το καλώδιο μετάδοσης υψηλής ταχύτητας χρειάζεται ισχυρή ικανότητα παρεμβολής και ηλεκτρική σταθερότητα απόδοσης. Προκειμένου να διασφαλιστεί η σταθερότητα της μετάδοσης υψηλής συχνότητας, το τρέχον mainstream USB4 εξακολουθεί να είναι η κύρια ομοαξονική έκδοση, η ομοαξονική παραγωγή και η διαδικασία κατασκευής είναι μια σύνθετη διαδικασία, για την επίλυση των εφαρμογών υψηλής συχνότητας και υψηλής ταχύτητας απαιτείται κατάλληλος εξοπλισμός παραγωγής και ώριμη και σταθερή διαδικασία παραγωγής. Στην παραγωγή του προϊόντος, την επιλογή υλικών, τις παραμέτρους διεργασίας και τον έλεγχο της διεργασίας, οι ηλεκτρικές παράμετροι των εξειδικευμένων εργαστηριακών δοκιμών παίζουν βασικό ρόλο, σε όλη την ανάπτυξη της ομοαξονικής δομής, εκτός από το (κόστος υλικού, κόστος επεξεργασίας ακριβό) άλλα είναι καλά, αλλά η ανάπτυξη της αγοράς περιστρέφεται πάντα γύρω από το πώς να επιτευχθεί η μεγαλύτερη τιμή παρτίδας, η έκδοση ζεύγους στριφτών ήταν πάντα στο κενό της έρευνας και ανάπτυξης ομοαξονικής ανάπτυξης και της πρωτοπορίας.

Από τη δομή της ομοαξονικής γραμμής, από μέσα προς τα έξω, αντίστοιχα, μπορεί να φανεί: κεντρικός αγωγός, μονωτικό στρώμα, εξωτερικό αγώγιμο στρώμα (μεταλλικό πλέγμα), περίβλημα σύρματος. Το ομοαξονικό καλώδιο είναι ένα σύνθετο υλικό που αποτελείται από δύο αγωγούς. Το κεντρικό καλώδιο του ομοαξονικού καλωδίου χρησιμοποιείται για τη μετάδοση σημάτων. Το μεταλλικό πλέγμα θωράκισης παίζει δύο ρόλους: ο ένας είναι να παρέχει τον βρόχο ρεύματος για το σήμα ως κοινή γείωση και ο άλλος είναι να καταστέλλει την παρεμβολή του ηλεκτρομαγνητικού θορύβου στο σήμα ως πλέγμα θωράκισης. Το κεντρικό καλώδιο και το δίκτυο θωράκισης μεταξύ του ημι-αφρώδους μονωτικού στρώματος πολυπροπυλενίου, το μονωτικό στρώμα καθορίζει τα χαρακτηριστικά μετάδοσης του καλωδίου και προστατεύει αποτελεσματικά το μεσαίο καλώδιο, γεγονός που έχει ως ακριβό λόγο.

Έρχεται η έκδοση USB4 με συνεστραμμένο ζεύγος;

Καθώς τα ηλεκτρονικά κυκλώματα λειτουργούν σε υψηλότερες συχνότητες, τα ηλεκτρικά χαρακτηριστικά των ηλεκτρονικών εξαρτημάτων γίνονται πιο δύσκολα στην κατανόηση. Όταν το μέγεθος του εξαρτήματος ή ολόκληρου του μεγέθους του κυκλώματος σε σύγκριση με το μήκος κύματος της συχνότητας λειτουργίας είναι μεγαλύτερο από ένα, η τιμή της επαγωγής του κυκλώματος ή η παρασιτική επίδραση των ιδιοτήτων των υλικών στα εξαρτήματα κ.λπ., ακόμη και όταν χρησιμοποιούμε τη δομή ζεύγους καλωδίων, οι βασικές δοκιμές παραμέτρων συχνότητας δεν μπορούν να ανταποκριθούν στις απαιτήσεις των πελατών και είναι ευέλικτες από την ομοαξονική έκδοση της δομής και η διάμετρος της είναι πολύ μεγαλύτερη. Γιατί δεν μπορώ να εφαρμόσω το ζεύγος USB σε παρτίδες; Γενικά, όσο υψηλότερη είναι η συχνότητα χρήσης του καλωδίου, τόσο μικρότερο είναι το μήκος κύματος του σήματος και όσο μικρότερο είναι το ασύμμετρο βήμα, τόσο καλύτερο είναι το αποτέλεσμα ισορροπίας. Ωστόσο, ένα πολύ μικρό βήμα συρραφής θα οδηγήσει σε χαμηλή απόδοση παραγωγής και διάστρεμμα του μονωμένου πυρήνα του σύρματος. Το βήμα του ζεύγους γραμμών είναι πολύ μικρό, ο αριθμός των στρεπτικών τάσεων είναι μεγάλος και η στρεπτική τάση στο τμήμα συγκεντρώνεται σοβαρά, με αποτέλεσμα σοβαρή παραμόρφωση και ζημιά στο μονωτικό στρώμα και, τέλος, προκαλεί παραμόρφωση του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου, επηρεάζοντας ορισμένους ηλεκτρικούς δείκτες όπως η τιμή SRL και η εξασθένηση. Όταν υπάρχει εκκεντρότητα μόνωσης, η απόσταση μεταξύ των αγωγών αλλάζει περιοδικά λόγω της περιστροφής και της περιστροφής της μονωτικής γραμμής, η οποία προκαλεί περιοδική διακύμανση της σύνθετης αντίστασης. Η περίοδος διακύμανσης είναι σχετικά μεγάλη. Στη μετάδοση υψηλής συχνότητας, αυτή η αργή αλλαγή μπορεί να ανιχνευθεί από ηλεκτρομαγνητικά κύματα και να επηρεάσει την τιμή απώλειας επιστροφής. Η έκδοση ζεύγους USB4 δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε παρτίδες.

Όχι στο έδαφος, αλλά δεν θέλω να χρησιμοποιήσω το ομοαξονικό μου, έτσι οι άνθρωποι άρχισαν να επαληθεύουν τη διαφορά στους τρόπους θωράκισης USB4 για να κάνουν το προϊόν, το μεγαλύτερο μειονέκτημα για να στρίψουν είναι η εύκολη συστροφή του αγωγού, και η διαφορά με το παράλληλο πακέτο απευθείας για την εργασία, αποφεύγοντας τη διάστρεμμα του αγωγού, όπως όλοι γνωρίζουμε, αυτή τη στιγμή ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΕΙ τη διαφορά των SAS, SFP + κ.λπ. που χρησιμοποιούνται σε γραμμές υψηλής ταχύτητας, αρκεί για να δείξει ότι η απόδοσή τους πρέπει να είναι υψηλότερη από την πολύκλωνη έκδοση, ένας σημαντικός ρόλος της γραμμής δεδομένων υψηλής συχνότητας είναι η μετάδοση σημάτων δεδομένων, αλλά όταν τη χρησιμοποιούμε μπορεί να εμφανιστούν κάθε είδους ακατάστατες πληροφορίες παρεμβολών. Ας σκεφτούμε αν αυτά τα σήματα παρεμβολών εισέλθουν στον εσωτερικό αγωγό της γραμμής δεδομένων και επικαλυφθούν στο αρχικό μεταδιδόμενο σήμα, είναι δυνατόν να παρεμβληθούν ή να αλλάξουν το αρχικό μεταδιδόμενο σήμα, προκαλώντας έτσι χρήσιμη απώλεια σήματος ή προβλήματα; Και η διαφορά του στρώματος αλουμινόχαρτου είναι ότι μας μεταφέρει πληροφορίες για να παίξει τον ρόλο ενός προστατευτικού και θωράκισης, που χρησιμοποιείται για τη μείωση των παρεμβολών από εξωτερικά ανεξάρτητα σήματα για μετάδοση, το κύριο υλικό της ζώνης συσκευασίας και το αλουμινόχαρτο έλξης χρησιμοποιούν αλουμινόχαρτο σφράγισης και θωράκισης, μονόπλευρη ή διπλή επίστρωση στην πλαστική μεμβράνη, lu:su σύνθετο φύλλο που χρησιμοποιείται ως θωράκιση του καλωδίου. Το φύλλο καλωδίου απαιτεί λιγότερο λάδι στην επιφάνεια, χωρίς τρύπες και υψηλές μηχανικές ιδιότητες. Η διαδικασία περιτύλιξης είναι η συναρμολόγηση δύο μονωμένων συρμάτων πυρήνα και γείωσης μέσω μηχανής περιτύλιξης. Ταυτόχρονα, ένα στρώμα αλουμινόχαρτου και ένα στρώμα αυτοκόλλητης ταινίας πολυεστέρα στο εξωτερικό ψωμάκι χρησιμοποιούνται για την θωράκιση του ζεύγους συρμάτων και τη σταθεροποίηση της δομής του τυλίγματος των συρμάτων πυρήνα. Αυτή η διαδικασία έχει σημαντική επίδραση στις ιδιότητες του καλωδίου, συμπεριλαμβανομένης της σύνθετης αντίστασης, της διαφοράς καθυστέρησης, της εξασθένησης, επειδή αυτό πρέπει να παράγεται αυστηρά από τις απαιτήσεις της τέχνης, να διεξάγονται δοκιμές στις ηλεκτρικές ιδιότητες, προκειμένου να διασφαλιστεί ότι το σύρμα πυρήνα περιτυλίγματος είναι σύμφωνο με τις απαιτήσεις. Φυσικά, δεν έχουν όλες οι γραμμές δεδομένων δύο στρώματα θωράκισης. Ορισμένες έχουν πολλαπλά στρώματα, μερικές έχουν μόνο ένα στρώμα ή καθόλου. Η θωράκιση είναι ένας μεταλλικός διαχωρισμός μεταξύ δύο χωρικών περιοχών για τον έλεγχο της επαγωγής και της ακτινοβολίας ηλεκτρικών, μαγνητικών και ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων από τη μία περιοχή στην άλλη. Συγκεκριμένα, ο πυρήνας του αγωγού περιβάλλεται από ένα σώμα θωράκισης για να αποτρέψει την επήρειά του από το εξωτερικό ηλεκτρομαγνητικό πεδίο/σήμα παρεμβολής και για να αποτρέψει την εξάπλωση του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου/σήματος παρεμβολής προς τα έξω. Η δοκιμή σήματος υψηλής συχνότητας διαφορικού ζεύγους USB μπορεί να είναι συγκρίσιμη με το ομοαξονικό καλώδιο διαφορικού ζεύγους USB4 που έρχεται.