زوج كابلات USB4 التفاضلية

من المحتمل أن تكون الناقل التسلسلي العالمي (USB) واحدًا من أكثر الواجهات تنوعًا في العالم.تم إطلاقه في الأصل بواسطة Intel وMicrosoft ويتميز بميزة التوصيل والتشغيل السريع قدر الإمكان.منذ تقديم واجهة USB في عام 1994، بعد 26 عامًا من التطوير، من خلال USB 1.0/1.1، USB2.0، USB 3.x، تم تطويرها أخيرًا إلى USB4 الحالي؛كما زاد معدل النقل أيضًا من 1.5 ميجابت في الثانية إلى 40 جيجابت في الثانية الأحدث.في الوقت الحاضر، لا تدعم الهواتف الذكية التي تم إطلاقها حديثًا واجهة Type-C فحسب، بل بدأت أيضًا أجهزة الكمبيوتر المحمولة والكاميرات الرقمية ومكبرات الصوت الذكية ومصادر الطاقة المحمولة والأجهزة الأخرى في اعتماد واجهة USB بمواصفات TYPE-C، والتي تم تقديمها بنجاح في مجال السيارات.فبدلاً من USB-A، يحتوي الطراز 3 الجديد من Tesla على منافذ USB-C، كما قامت شركة Apple بتحويل أجهزة macBooks وAirPods Pro الخاصة بها بالكامل إلى منافذ USB من النوع C النقي لنقل البيانات والشحن.بالإضافة إلى ذلك، وفقًا لمتطلبات الاتحاد الأوروبي، ستستخدم Apple أيضًا واجهة USB من النوع c في iPhone15 المستقبلي، ولا شك أن USB4 سيكون واجهة المنتج الرئيسية في السوق المستقبلية.

متطلبات كابلات USB4

أكبر تغيير في USB4 الجديد هو تقديم مواصفات بروتوكول Thunderbolt التي شاركتها Intel مع USB-if.من خلال التشغيل عبر روابط مزدوجة، يتم مضاعفة عرض النطاق الترددي إلى 40 جيجابت في الثانية، ويدعم الاتصال النفقي بروتوكولات متعددة للبيانات والعرض.تتضمن الأمثلة PCI Express وDisplayPort.بالإضافة إلى ذلك، يحافظ USB4 على توافق جيد مع تقديم البروتوكول الأساسي الجديد، كونه متوافقًا مع USB3.2/3.1/3.0/2.0، بالإضافة إلى Thunderbolt 3. ونتيجة لذلك، أصبح USB4 معيار USB الأكثر تعقيدًا حتى الآن ، مما يتطلب من المصممين فهم مواصفات USB4 وUSB3.2 وUSB2.0 وUSB Type-C وUSB Power Delivery.بالإضافة إلى ذلك، يجب على المصممين فهم مواصفات PCI Express وDisplayPort، بالإضافة إلى تقنية حماية المحتوى عالي الوضوح (HDCP) المتوافقة مع وضع USB4 DisplayPort، كما أن الكابلات والموصلات التي نعرفها لديها متطلبات أعلى لتلبية متطلبات متطلبات الأداء الكهربائي للمنتجات النهائية لكابل USB4.

ظهرت نسخة محورية من USB4 من العدم

في عصر USB3.1 10G، اعتمدت العديد من الشركات المصنعة هيكلًا محوريًا لتلبية متطلبات الأداء عالي التردد.لم يتم تطبيق الإصدار المحوري في سلسلة USB من قبل، وسيناريوهات التطبيق الخاصة به هي بشكل أساسي الكمبيوتر المحمول، والهاتف المحمول، ونظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، وأداة القياس، وتقنية Bluetooth، وما إلى ذلك. التطبيق العام لوصف الكابل هو الخط المحوري الطبي، والخط الإلكتروني المحوري التيفلون، والسلك المحوري لتردد الراديو، وما إلى ذلك، مع متطلبات التحكم في التكلفة بالجملة في السوق، في عصر USB3.1 من الجدال لتلبية أداء المنتج، احتل السوق بسرعة، ولكن مع سوق USB4 لمتطلبات النقل عالي التردد أصبحت أكثر صرامة وعالية يحتاج نقل السرعة إلى سلك يتمتع بقدرة قوية ضد التداخل واستقرار الأداء الكهربائي، من أجل ضمان استقرار نقل التردد العالي، لا يزال USB4 السائد الحالي هو الإصدار المحوري الرئيسي، وعملية الإنتاج والتصنيع المحورية هي عملية معقدة، لحلها يتطلب التطبيق عالي التردد والسرعة العالية معدات إنتاج مناسبة وعملية إنتاج ناضجة ومستقرة.في إنتاج المنتج واختيار المواد ومعلمات العملية والتحكم في العملية، تلعب المعلمات الكهربائية للاختبارات المعملية المتخصصة دورًا رئيسيًا، طوال عنق الزجاجة في تطوير الهيكل المحوري، بالإضافة إلى (تكلفة المواد، تكلفة المعالجة الباهظة الثمن) الأخرى جيدة، ولكن تطوير السوق يدور دائمًا حول كيفية تحقيق أكبر سعر دفعة، وكان زوج الإصدار الملتوي دائمًا في فجوة البحث والتطوير المحوري والاختراق.

ويمكن رؤيته من هيكل الخط المحوري، من الداخل إلى الخارج، على التوالي: الموصل المركزي، الطبقة العازلة، الطبقة الموصلة الخارجية (شبكة معدنية)، غلاف السلك.الكابل المحوري عبارة عن مركب يتكون من موصلين.يتم استخدام السلك المركزي للكابل المحوري لنقل الإشارات.تلعب شبكة التدريع المعدنية دورين: الأول هو توفير الحلقة الحالية للإشارة كأرضية مشتركة، والآخر هو منع تداخل الضوضاء الكهرومغناطيسية مع الإشارة كشبكة حماية.السلك المركزي وشبكة التدريع بين طبقة عزل البولي بروبيلين شبه الرغوية، تحدد الطبقة العازلة خصائص نقل الكابل، وتحمي السلك الأوسط بشكل فعال، وهو مكلف وله سبب باهظ الثمن.

إصدار الزوج الملتوي USB4 قادم؟

نظرًا لأن الدوائر الإلكترونية تعمل بترددات أعلى، يصبح إتقان الخصائص الكهربائية للمكونات الإلكترونية أكثر صعوبة.عندما يكون حجم المكون أو حجم الدائرة بأكملها مقارنة بالطول الموجي لتردد التشغيل أكبر من واحد، أو قيمة سعة محاثة الدائرة، أو المكونات التأثير الطفيلي لخصائص المواد وما إلى ذلك، حتى عندما كنا نستخدم هيكل زوج الأسلاك، اختبار معلمات التردد الأساسية لا يمكن أن يلبي متطلبات العملاء، ومرن من النسخة المحورية للهيكل وقطره بعيد، لماذا لا يمكنني تطبيق زوج USB على دفعات؟بشكل عام، كلما زاد تردد استخدام الكابل، كلما كان الطول الموجي للإشارة أقصر، وكلما كانت درجة الانحراف أصغر، كان تأثير التوازن أفضل.ومع ذلك، فإن خطوة الربط الصغيرة جدًا ستؤدي إلى انخفاض كفاءة الإنتاج والتواء الأسلاك الأساسية المعزولة.خطوة زوج الخط صغيرة جدًا، وعدد الالتواء كثير، ويتركز ضغط الالتواء على القسم بشكل خطير، مما يؤدي إلى تشوه خطير وتلف الطبقة العازلة، وأخيرًا يتسبب في تشويه المجال الكهرومغناطيسي، مما يؤثر على بعض المؤشرات الكهربائية مثل قيمة SRL والتوهين.عند وجود انحراف مركزي للعزل، تتغير المسافة بين الموصلات بشكل دوري بسبب ثورة ودوران الخط المفرد العازل، مما يؤدي إلى تقلب دوري للممانعة.فترة التقلب طويلة نسبيا.في الإرسال عالي التردد، يمكن اكتشاف هذا التغيير البطيء بواسطة الموجات الكهرومغناطيسية ويؤثر على قيمة خسارة الإرجاع.لا يمكن استخدام إصدار زوج USB4 على دفعات.

ليس على الأرض، ولكن لا ترغب في استخدام محور الموت الخاص بك، لذلك بدأ الناس في التحقق من اختلاف طرق حماية USB4 للقيام بالمنتج، لعصر أكبر عيب هو الموصل الملتوي بسهولة، والفرق مع الحزمة المتوازية مباشرة للواجبات المنزلية، تجنب التواء الموصل، كما نعلم جميعًا، يستخدم حاليًا اختلاف SAS وSFP + وما إلى ذلك في الخط عالي السرعة، وهو ما يكفي لإظهار أن أدائه يجب أن يكون أعلى من الإصدار الذي تقطعت به السبل، وهو دور مهم لخط البيانات عالي التردد هو لنقل إشارات البيانات، ولكن عندما نستخدمها قد تظهر جميع أنواع معلومات التداخل الفوضوية.دعونا نفكر في ما إذا كانت إشارات التداخل هذه تدخل إلى الموصل الداخلي لخط البيانات وتتراكب على الإشارة المرسلة الأصلية، فهل من الممكن التدخل أو تغيير الإشارة المرسلة الأصلية، وبالتالي التسبب في فقدان الإشارة أو مشاكل مفيدة؟والاختلاف في طبقة رقائق الألومنيوم هو نقل المعلومات إلينا لتلعب دور الحماية والتدريع، وتستخدم لتقليل تداخل الإشارات المستقلة الخارجية للإرسال، ومواد حزام الحزمة الرئيسية وسحب رقائق الألومنيوم تستخدم ختم ورق الألومنيوم والدرع. ، طلاء من جانب واحد أو وجهين على الفيلم البلاستيكي، lu: su رقائق مركبة تستخدم كدرع للكابل.تتطلب رقائق الكابلات كمية أقل من الزيت على السطح، ولا تحتوي على ثقوب وخصائص ميكانيكية عالية.تتمثل عملية التغليف في تجميع سلكين أساسيين معزولين وأسلاك أرضية معًا من خلال آلة التغليف.في نفس الوقت، يتم استخدام طبقة من رقائق الألومنيوم وطبقة من شريط البوليستر ذاتي اللصق على الخبز الخارجي لحماية زوج الأسلاك وتثبيت هيكل غلاف الأسلاك الأساسية.هذه العملية لها تأثير مهم على خاصية الأسلاك، بما في ذلك المعاوقة، وفرق التأخير، والتوهين، لأن هذا يجب أن يتم إنتاجه بدقة حسب المتطلبات الحرفية، وإجراء اختبار للملكية الكهربائية، من أجل ضمان أن السلك الأساسي الملتف يتوافق مع المتطلبات.وبطبيعة الحال، لا تحتوي جميع خطوط البيانات على طبقتين من الحماية.بعضها يحتوي على طبقات متعددة، وبعضها يحتوي على طبقة واحدة فقط، أو لا يحتوي على أي طبقة على الإطلاق.التدريع هو فصل معدني بين منطقتين مكانيتين للتحكم في تحريض وإشعاع الموجات الكهربائية والمغناطيسية والكهرومغناطيسية من منطقة إلى أخرى.على وجه التحديد، يتم إحاطة قلب الموصل بجسم حماية لمنعه من التأثر بالمجال الكهرومغناطيسي الخارجي/إشارة التداخل، ولمنع المجال الكهرومغناطيسي/الإشارة الكهرومغناطيسية من الانتشار إلى الخارج.يمكن أن يكون اختبار الإشارة عالية التردد للزوج التفاضلي USB مشابهًا للزوج المحوري، كما أن كابل USB4 للزوج التفاضلي قادم.