Universal Serial Bus (USB) có lẽ là một trong những giao diện linh hoạt nhất trên thế giới. Ban đầu, nó được Intel và Microsoft khởi xướng và có tính năng cắm và chạy nóng nhất có thể. Kể từ khi giao diện USB ra đời vào năm 1994, sau 26 năm phát triển, thông qua USB 1.0/1.1, USB 2.0, USB 3.x, cuối cùng đã phát triển thành USB4 hiện tại; Tốc độ truyền cũng đã tăng từ 1,5Mbps lên 40Gbps mới nhất. Hiện tại, không chỉ các điện thoại thông minh mới ra mắt về cơ bản hỗ trợ giao diện Type-C mà cả máy tính xách tay, máy ảnh kỹ thuật số, loa thông minh, bộ nguồn di động và các thiết bị khác cũng đã bắt đầu áp dụng giao diện USB thông số kỹ thuật TYPE-C, đã được giới thiệu thành công vào lĩnh vực ô tô. Thay vì USB-A, Model 3 mới của Tesla có cổng usb-C và Apple đã chuyển đổi hoàn toàn MacBook và AirPods Pro của mình sang cổng USB Type-C thuần túy để truyền dữ liệu và sạc. Ngoài ra, theo yêu cầu của EU, Apple cũng sẽ sử dụng giao diện USB Type-C trên iPhone 15 trong tương lai và không còn nghi ngờ gì nữa, USB4 sẽ là giao diện sản phẩm chính trên thị trường trong tương lai.
Yêu cầu đối với cáp USB4
Thay đổi lớn nhất trong USB4 mới là việc giới thiệu thông số kỹ thuật giao thức Thunderbolt mà Intel đã chia sẻ với usb-if. Chạy trên liên kết kép, băng thông được tăng gấp đôi lên 40Gbps và Tunnelling hỗ trợ nhiều giao thức dữ liệu và hiển thị. Ví dụ bao gồm PCI Express và DisplayPort. Ngoài ra, USB4 vẫn duy trì khả năng tương thích tốt với việc giới thiệu giao thức cơ bản mới, tương thích ngược với USB3.2/3.1/3.0/2.0, cũng như Thunderbolt 3. Do đó, USB4 đã trở thành tiêu chuẩn USB phức tạp nhất cho đến nay, yêu cầu các nhà thiết kế phải hiểu các thông số kỹ thuật của USB4, USB3.2, USB2.0, USB Type-C và USB Power Delivery. Ngoài ra, các nhà thiết kế phải hiểu các thông số kỹ thuật của PCI Express và DisplayPort, cũng như công nghệ bảo vệ nội dung ĐỘ PHÂN GIẢI CAO (HDCP) tương thích với chế độ DisplayPort của USB4 và các loại cáp và đầu nối mà chúng ta quen thuộc có yêu cầu cao hơn để đáp ứng các yêu cầu về hiệu suất điện của các sản phẩm cáp USB4 hoàn thiện.
Một phiên bản đồng trục của USB4 xuất hiện một cách bất ngờ
Trong kỷ nguyên USB3.1 10G, nhiều nhà sản xuất đã áp dụng cấu trúc đồng trục để đáp ứng các yêu cầu về hiệu suất tần số cao. Phiên bản đồng trục trước đây không được áp dụng trong dòng USB, các tình huống ứng dụng của nó chủ yếu là Máy tính xách tay, điện thoại di động, GPS, dụng cụ đo lường, công nghệ Bluetooth, v.v. Ứng dụng chung của mô tả cáp là đường dây đồng trục y tế, đường dây điện tử đồng trục teflon, dây đồng trục tần số vô tuyến, v.v., với yêu cầu kiểm soát chi phí số lượng lớn trên thị trường, trong kỷ nguyên USB3.1, việc mắc kẹt để đáp ứng hiệu suất của sản phẩm nhanh chóng chiếm lĩnh thị trường, nhưng với thị trường USB4, yêu cầu truyền tần số cao ngày càng khắt khe hơn và truyền tốc độ cao cần dây có khả năng chống nhiễu mạnh và ổn định hiệu suất điện. Để đảm bảo tính ổn định của truyền tần số cao, USB4 chính thống hiện tại vẫn là phiên bản đồng trục chính, quy trình sản xuất và chế tạo đồng trục là một quy trình phức tạp, để giải quyết ứng dụng tần số cao và tốc độ cao đòi hỏi thiết bị sản xuất phù hợp và quy trình sản xuất trưởng thành và ổn định. Trong quá trình sản xuất sản phẩm, lựa chọn vật liệu, thông số quy trình và kiểm soát quy trình, các thông số điện của các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm chuyên ngành đóng vai trò then chốt, xuyên suốt quá trình phát triển của kết cấu đồng trục, ngoài các yếu tố khác (chi phí vật liệu, chi phí gia công đắt đỏ) thì các yếu tố khác đều tốt, nhưng sự phát triển của thị trường luôn xoay quanh việc làm thế nào để đạt được giá lô lớn nhất, Phiên bản xoắn đôi luôn nằm trong khoảng cách nghiên cứu và phát triển phát triển đồng trục và đột phá.
Có thể thấy từ cấu trúc của đường dây đồng trục, từ trong ra ngoài, lần lượt là: lõi dẫn trung tâm, lớp cách điện, lớp dẫn điện ngoài (lưới kim loại), và lớp vỏ dây. Cáp đồng trục là một vật liệu composite gồm hai lõi dẫn. Lõi dẫn trung tâm của cáp đồng trục được sử dụng để truyền tín hiệu. Lưới chắn kim loại đóng hai vai trò: một là cung cấp mạch vòng dòng cho tín hiệu làm điểm nối đất chung, và hai là ngăn chặn nhiễu điện từ đối với tín hiệu như một lưới chắn. Lõi dẫn trung tâm và lưới chắn được đặt giữa lớp cách điện polypropylene bán xốp, lớp cách điện này quyết định đặc tính truyền dẫn của cáp, đồng thời bảo vệ hiệu quả lõi dẫn giữa, do đó giá thành cao.
Phiên bản USB4 xoắn đôi sắp ra mắt?
Khi mạch điện tử hoạt động ở tần số cao hơn, các đặc tính điện của linh kiện điện tử trở nên khó nắm bắt hơn. Khi kích thước linh kiện hoặc kích thước toàn bộ mạch so với bước sóng của tần số hoạt động lớn hơn một, giá trị điện cảm, điện dung của mạch, hoặc các linh kiện bị ảnh hưởng bởi hiệu ứng ký sinh của các đặc tính vật liệu, v.v., ngay cả khi chúng ta sử dụng cấu trúc cặp dây, việc kiểm tra các thông số tần số cơ bản vẫn không thể đáp ứng yêu cầu của khách hàng, và linh hoạt hơn nhiều so với cấu trúc đồng trục, cùng với đường kính của nó. Tại sao tôi không thể áp dụng cặp USB theo lô? Nhìn chung, tần số sử dụng cáp càng cao, bước sóng tín hiệu càng ngắn và bước xoắn càng nhỏ thì hiệu ứng cân bằng càng tốt. Tuy nhiên, bước xoắn quá nhỏ sẽ làm giảm hiệu suất sản xuất và làm bong tróc lõi dây cách điện. Bước xoắn của cặp dây rất nhỏ, số lượng xoắn nhiều, và ứng suất xoắn trên tiết diện bị tập trung nghiêm trọng, dẫn đến biến dạng và hư hỏng nghiêm trọng lớp cách điện, cuối cùng gây ra méo trường điện từ, ảnh hưởng đến một số chỉ số điện như giá trị SRL và suy hao. Khi có độ lệch tâm cách điện, khoảng cách giữa các dây dẫn thay đổi theo chu kỳ do sự quay và xoay của dây dẫn đơn cách điện, dẫn đến sự dao động trở kháng theo chu kỳ. Chu kỳ dao động tương đối dài. Trong truyền dẫn tần số cao, sự thay đổi chậm này có thể được phát hiện bằng sóng điện từ và ảnh hưởng đến giá trị suy hao phản hồi. Phiên bản USB4 đôi không thể được sử dụng theo lô.
Không phải xuống đất, nhưng không muốn sử dụng cáp đồng trục chết của bạn, vì vậy mọi người bắt đầu xác minh sự khác biệt về cách che chắn USB4 để làm sản phẩm, để vắt nhược điểm lớn nhất là dây dẫn dễ bị xoắn và sự khác biệt với gói song song trực tiếp cho bài tập về nhà, tránh bong tróc dây dẫn, như chúng ta đều biết, hiện tại SỬ DỤNG sự khác biệt của SAS, SFP +, v.v. được sử dụng trong đường truyền tốc độ cao, đủ để chứng minh rằng hiệu suất của nó phải cao hơn phiên bản mắc kẹt, vai trò quan trọng của đường truyền dữ liệu tần số cao là truyền tín hiệu dữ liệu, nhưng khi chúng ta sử dụng nó xung quanh có thể xuất hiện tất cả các loại thông tin nhiễu lộn xộn. Hãy nghĩ về việc nếu những tín hiệu nhiễu này đi vào dây dẫn bên trong của đường truyền dữ liệu và chồng lên tín hiệu truyền ban đầu, liệu có thể can thiệp hoặc thay đổi tín hiệu truyền ban đầu, do đó gây mất tín hiệu hữu ích hoặc các vấn đề không? Lớp lá nhôm truyền tải thông tin đến chúng ta, đóng vai trò bảo vệ và che chắn, được sử dụng để giảm nhiễu tín hiệu độc lập bên ngoài trong quá trình truyền dẫn. Vật liệu chính của dây đai đóng gói và lớp lá nhôm được sử dụng để bịt kín và che chắn, phủ một mặt hoặc hai mặt trên màng nhựa, lá nhôm tổng hợp lu: su được sử dụng làm lớp bảo vệ cáp. Lá cáp cần ít dầu trên bề mặt, không có lỗ và có tính chất cơ học cao. Quá trình quấn là tập hợp hai dây lõi cách điện và dây nối đất lại với nhau thông qua máy quấn. Đồng thời, một lớp lá nhôm và một lớp băng polyester tự dính trên lớp vỏ ngoài được sử dụng để che chắn cặp dây và ổn định cấu trúc của dây lõi quấn. Quá trình này có ảnh hưởng quan trọng đến đặc tính của dây, bao gồm trở kháng, chênh lệch độ trễ, suy hao, vì điều này phải được sản xuất nghiêm ngặt theo yêu cầu của thợ thủ công, thực hiện thử nghiệm về đặc tính điện để đảm bảo dây lõi quấn phù hợp với yêu cầu. Tất nhiên, không phải tất cả các đường dữ liệu đều có hai lớp che chắn. Một số có nhiều lớp, một số chỉ có một lớp, hoặc không có lớp nào cả. Che chắn là một lớp kim loại ngăn cách giữa hai vùng không gian để kiểm soát sự cảm ứng và bức xạ của sóng điện, từ và điện từ từ vùng này sang vùng kia. Cụ thể, lõi dây dẫn được bao quanh bởi một lớp che chắn để ngăn chúng bị ảnh hưởng bởi trường điện từ/tín hiệu nhiễu bên ngoài, và ngăn trường điện từ/tín hiệu nhiễu lan ra bên ngoài. Kiểm tra tín hiệu tần số cao bằng cặp vi sai USB có thể tương đương với cáp đồng trục, cặp vi sai USB4 sắp ra mắt.
Thời gian đăng: 16-08-2022
