افزودن تقویت کننده های سیگنال در هر دو انتهای 7 متر و 10 متر USB 3.0A به کابل های پیچ خورده USB C در درجه اول برای رفع میرایی سیگنال و چالش های یکپارچگی در مسافت های طولانی طراحی شده است. در اینجا چرا:
1. جبران خسارت سیگنال از راه دور
حداکثر فاصله انتقال مؤثر USB 3.0 3-5 متر (بدون رله) است که فراتر از آن سیگنال با امپدانس کابل و تداخل الکترومغناطیسی (EMI) به طور قابل توجهی ضعیف می شود و منجر به خطاهای داده یا وقفه های اتصال می شود.
آمپلی فایرهای سیگنال (مانند تراشه های redriver/retimer) سیگنال را در هر دو انتها تقویت می کنند تا اطمینان حاصل شود که سیگنال دیفرانسیل فوق فرکانس بالا (5Gbps) می تواند به طور کامل به دستگاه ترمینال منتقل شود.
2. الزامات ارتباطی دو طرفه
USB 3.0 از ارتباطات کامل دوپلکس ، از جمله کانالهای انتقال جداگانه (TX) و دریافت (RX) استفاده می کند. تقویت تک انتهایی ممکن است مشکل کاهش سیگنال معکوس را حل نکند.
افزودن تقویت کننده ها در هر دو انتها می تواند استحکام سیگنال هر دو بالادست (میزبان به دستگاه) و پایین دست (دستگاه به میزبان) را تقویت کند و از پایداری انتقال داده های دو طرفه اطمینان حاصل کند.
3. حفظ یکپارچگی سیگنال فرکانس بالا
انتقال سریع 5 گیگابایت در ثانیه به زمان سیگنال و شکل موج حساس است. کابل های طولانی صدای لرز و سر و صدا را معرفی می کنند ، که باعث افزایش نرخ خطای بیت می شود.
تقویت کننده سیگنال شکل موج سیگنال را بازیابی می کند و خطر خطا را از طریق توابع بازخوانی و بازگرداندن کاهش می دهد.
4. با اختلالات محیطی صنعتی مقابله کنید
طرح های قفل پیچ اغلب در تجهیزات صنعتی ، پزشکی یا فضای باز استفاده می شود که در آن ممکن است تداخل الکترومغناطیسی قوی یا لرزش مکانیکی وجود داشته باشد. کابل های طولانی در معرض تداخل بیشتر هستند و تقویت کننده با افزایش نسبت سیگنال به نویز (SNR) ضد مداخله را افزایش می دهد.
5. منبع تغذیه و از دست دادن برق
مقاومت کابل طولانی باعث کاهش ولتاژ منبع تغذیه (افت IR) می شود که ممکن است بر شارژ یا عملکرد دستگاه تأثیر بگذارد. در برخی از طرح ها ، آمپلی فایرها همچنین ممکن است توابع مدیریت انرژی را برای بهینه سازی انتقال نیرو ادغام کنند.
6. سازگاری و دستیابی به موفقیت استاندارد
کابل های منفعل سنتی نمی توانند حد استاندارد USB-IF را بشکنند. کابل فعال (از جمله تقویت کننده) سازگاری دامنه فوق العاده طولانی را از طریق پردازش سیگنال فعال ضمن حفظ سرعت انتقال USB 3.0 (5 گیگابیت بر ثانیه) امکان پذیر می کند.
نمونه هایی از سناریوهای برنامه واقعی
- اتوماسیون صنعتی: سنسورهای از راه دور را برای مقاومت در برابر لرزش (قفل پیچ) و انتقال داده پایدار به کنترل کننده ها وصل کنید.
- تجهیزات صوتی و تصویری حرفه ای: انتقال مسافت طولانی سیگنال های ویدیویی 4K (مانند مانیتورهای USB-C) برای جلوگیری از تاخیر در تصویر.
- تجهیزات پزشکی: از قابلیت اطمینان داده های زمان واقعی از تجهیزات نظارت بر علائم حیاتی اطمینان حاصل کنید.
جزئیات اجرای فنی
- redriver (redriver): فقط دامنه سیگنال را تقویت می کند ، هزینه کم است ، اما زمان سنجش توانایی تعمیر ندارد.
- RETIMER: برای از بین بردن صدای ساعت (CDR) ، سیگنال را کاملاً بازسازی می کند تا از بین برود ، مناسب برای مسافت های طولانی تر ، اما با هزینه بالاتر.
به طور خلاصه ، طراحی آمپلی فایرهای یکپارچه سیگنال در هر دو انتها یک راه حل ضروری برای در نظر گرفتن مسافت طولانی ، سرعت بالا و ثبات صنعتی است.
نامه الکترونیکی
