El bus sèrie universal (USB) és probablement una de les interfícies més versàtils del món. Originalment va ser iniciat per Intel i Microsoft i ofereix la funció de connexió i reproducció en calent (hot plug and play) tan ràpida com sigui possible. Des de la introducció de la interfície USB el 1994, després de 26 anys de desenvolupament, passant per USB 1.0/1.1, USB 2.0, USB 3.x, finalment es va desenvolupar fins a l'USB4 actual; la velocitat de transmissió també ha augmentat d'1,5 Mbps als darrers 40 Gbps. Actualment, no només els telèfons intel·ligents recentment llançats admeten bàsicament la interfície Type-C, sinó que també els ordinadors portàtils, les càmeres digitals, els altaveus intel·ligents, les fonts d'alimentació mòbils i altres dispositius han començat a adoptar la interfície USB d'especificació TYPE-C, que s'ha introduït amb èxit en el camp de l'automoció. En lloc d'USB-A, el nou Model 3 de Tesla té ports USB-C, i Apple ha convertit completament els seus MacBooks i AirPods Pro a ports USB Type-C purs per a la transferència i càrrega de dades. A més, d'acord amb els requisits de la UE, Apple també utilitzarà una interfície USB tipus C en el futur iPhone 15, i no hi ha dubte que l'USB 4 serà la principal interfície del producte en el mercat futur.
Requisits per als cables USB4
El canvi més gran en el nou USB4 és la introducció de l'especificació del protocol Thunderbolt que Intel compartia amb usb-if. En funcionar sobre enllaços duals, l'amplada de banda es duplica a 40 Gbps, i la tunelització admet múltiples protocols de dades i visualització. Alguns exemples són PCI Express i DisplayPort. A més, USB4 manté una bona compatibilitat amb la introducció del nou protocol subjacent, sent compatible amb versions anteriors d'USB3.2/3.1/3.0/2.0, així com Thunderbolt 3. Com a resultat, USB4 s'ha convertit en l'estàndard USB més complex fins ara, cosa que requereix que els dissenyadors entenguin les especificacions USB4, USB3.2, USB2.0, USB Type-C i USB Power Delivery. A més, els dissenyadors han d'entendre les especificacions PCI Express i DisplayPort, així com la tecnologia de protecció de contingut d'ALTA DEFINICIÓ (HDCP) que és compatible amb el mode USB4 DisplayPort, i els cables i connectors amb què estem familiaritzats tenen requisits més alts per complir els requisits de rendiment elèctric dels productes acabats de cable USB4.
Una versió coaxial d'USB4 va sorgir del no-res
A l'era USB3.1 10G, molts fabricants van adoptar l'estructura coaxial per complir els requisits de rendiment d'alta freqüència. La versió coaxial no s'havia aplicat abans a la sèrie USB, els seus escenaris d'aplicació són principalment portàtils, telèfons mòbils, GPS, instruments de mesura, tecnologia Bluetooth, etc. L'aplicació general de la descripció del cable és línia coaxial mèdica, línia electrònica coaxial de tefló, cable coaxial de radiofreqüència, etc. Amb els requisits de control de costos a granel del mercat, a l'era USB3.1, el cablejat per complir amb el rendiment del producte ocupa ràpidament el mercat, però amb el mercat USB4 per a requisits de transmissió d'alta freqüència cada cop més rigorosos, i les necessitats de transmissió d'alta velocitat, el cable té una forta capacitat antiinterferències i estabilitat de rendiment elèctric. Per tal de garantir l'estabilitat de la transmissió d'alta freqüència, l'USB4 convencional actual continua sent la principal versió coaxial. El procés de producció i fabricació coaxial és un procés complex. Per resoldre l'aplicació d'alta freqüència i alta velocitat es requereix un equip de producció adequat i un procés de producció madur i estable. En la producció del producte, la selecció de materials, els paràmetres del procés i el control del procés, els paràmetres elèctrics de les proves de laboratori especialitzades tenen un paper clau. Al llarg del coll d'ampolla del desenvolupament de l'estructura coaxial, a més del vostre (cost del material, cost de processament car) altres són bons, però el desenvolupament del mercat sempre gira al voltant de com aconseguir el preu del lot més gran. La versió de parell de girs sempre ha estat en la bretxa de la investigació i el desenvolupament del desenvolupament coaxial i l'avenç.
Es pot veure a partir de l'estructura de la línia coaxial, de dins a fora, respectivament: conductor central, capa aïllant, capa conductora exterior (malla metàl·lica), pell de filferro. El cable coaxial és un compost compost per dos conductors. El filferro central del cable coaxial s'utilitza per transmetre senyals. La xarxa de blindatge metàl·lica té dues funcions: una és proporcionar el bucle de corrent per al senyal com a terra comuna i l'altra és suprimir la interferència del soroll electromagnètic al senyal com a xarxa de blindatge. El filferro central i la xarxa de blindatge entre la capa d'aïllament de polipropilè semiescumosa, la capa d'aïllament, determinen les característiques de transmissió del cable i protegeixen eficaçment el filferro del mig, la raó de ser cara té un cost elevat.
Arribarà la versió de parell trenat USB4?
Com que els circuits electrònics funcionen a freqüències més altes, les característiques elèctriques dels components electrònics es tornen més difícils de dominar. Quan la mida del component o la mida del circuit sencer en comparació amb la longitud d'ona de la freqüència de funcionament és superior a la unitat, el valor de la capacitança de la inductància del circuit o l'efecte paràsit de les propietats del material dels components, etc., fins i tot quan utilitzem l'estructura de parells de cables, les proves dels paràmetres de freqüència bàsics no poden satisfer els requisits dels clients, i la flexibilitat de l'estructura i el diàmetre de la versió coaxial és molt més gran. Per què no puc aplicar el parell USB per lots? En general, com més alta sigui la freqüència d'ús del cable, com més curta sigui la longitud d'ona del senyal i com més petit sigui el pas oblic, millor serà l'efecte d'equilibri. Tanmateix, un pas d'empalmament massa petit comportarà una baixa eficiència de producció i esquinços del cable del nucli aïllat. El pas del parell de línies és molt petit, el nombre de torsions és gran i la tensió de torsió a la secció es concentra seriosament, cosa que provoca una deformació i danys greus de la capa d'aïllament i, finalment, provoca la distorsió del camp electromagnètic, afectant alguns indicadors elèctrics com el valor SRL i l'atenuació. Quan hi ha excentricitat d'aïllament, la distància entre els conductors canvia periòdicament a causa de la revolució i la rotació de la línia aïllant, cosa que provoca fluctuacions periòdiques de la impedància. El període de fluctuació és relativament llarg. En la transmissió d'alta freqüència, aquest canvi lent pot ser detectat per ones electromagnètiques i afectar el valor de la pèrdua de retorn. La versió de parell USB4 no es pot utilitzar per lots.
No a terra, però no voleu utilitzar el vostre cable coaxial mortífer, per la qual cosa la gent va començar a verificar les diferències en les maneres de blindar USB4 per fer el producte, per esprémer el major inconvenient és que el conductor es torça fàcilment, i la diferència amb el paquet paral·lel directament per als deures, evitant l'esquinç del conductor, com tots sabem, actualment s'utilitzen la diferència del SAS, SFP +, etc. en línies d'alta velocitat, prou per demostrar que el seu rendiment ha de ser superior al de la versió trenada, un paper important de la línia de dades d'alta freqüència és transmetre senyals de dades, però quan la fem servir al voltant pot aparèixer tot tipus d'informació interferent desordenada. Pensem si aquests senyals d'interferència entren al conductor intern de la línia de dades i se superposen al senyal transmès original, és possible que interfereixin o canviïn el senyal transmès original, causant així pèrdues o problemes de senyal útils? I la diferència de la capa de làmina d'alumini és que ens transfereix la informació per exercir el paper de protecció i blindatge, utilitzat per reduir la interferència de senyals externs independents per a la transmissió, el material principal de la corretja del paquet i la làmina d'alumini utilitzen segellat i blindatge de làmina d'alumini, recobriment d'una o dues cares sobre la pel·lícula de plàstic, làmina composta lu: su que s'utilitza com a blindatge del cable. La làmina de cable requereix menys oli a la superfície, no té forats i té altes propietats mecàniques. El procés d'embolcall consisteix a reunir dos cables centrals aïllats i cables de terra mitjançant una màquina d'embolcall. Al mateix temps, s'utilitza una capa de làmina d'alumini i una capa de cinta de polièster autoadhesiva a la part exterior per protegir el parell de cables i estabilitzar l'estructura dels cables centrals d'embolcall. Aquest procés té un efecte important en les propietats del cable, incloent-hi la impedància, la diferència de retard i l'atenuació, ja que això s'ha de produir estrictament segons els requisits artesanals, realitzant proves de propietat elèctrica per garantir que el cable central d'embolcall s'ajusti als requisits. Per descomptat, no totes les línies de dades tenen dues capes de blindatge. Algunes tenen diverses capes, d'altres només en tenen una o cap. El blindatge és una separació metàl·lica entre dues regions espacials per controlar la inducció i la radiació d'ones elèctriques, magnètiques i electromagnètiques d'una regió a l'altra. Per ser més específics, el nucli conductor està envoltat per un cos de blindatge per evitar que es vegi afectat pel camp/senyal d'interferència electromagnètica extern i per evitar que el camp/senyal d'interferència electromagnètica s'estengui cap a l'exterior. La prova del senyal d'alta freqüència de parell diferencial USB es pot comparar amb el cable coaxial USB4 de parell diferencial.
Data de publicació: 16 d'agost de 2022
