Ujian Dan Pensijilan Kabel Aktif LRD USB4

Spesifikasi kabel aktif USB4 mengikut penyambung jenis-C USB dan spesifikasi kabel. pada masa ini, versi terkini ialah Rev. 2.1. Takrif kabel EPR (julat kuasa lanjutan) ditambah, dan ECN (notis pertukaran jurutera) kabel aktif sebelumnya disepadukan ke dalam versi ini. Mari's lihat pada kabel aktif USB jenis-C.

Kabel Aktif Pendek USB 3.2

Kabel Aktif Pendek USB4

Kabel Aktif Terpencil USB 3.2 （OIAC）

Antaranya, OIAC ialah kabel gentian optik dengan panjang 50 meter. Pada masa ini, ditakrifkan bahawa ia boleh menyokong kelajuan USB 3.2 Gen2 paling banyak (tetapi tidak menyokong bekalan kuasa USB2.0 dan VBUS), yang digunakan terutamanya untuk hujung industri, penglihatan mesin, penderia jauh, video profesional dan aplikasi perubatan. Walau bagaimanapun, spesifikasi elektrik kabel aktif optik linear USB4 belum ditentukan; seterusnya, kami akan memperkenalkan bahagian kabel aktif pendek.

Kabel aktif pendek kabel aktif

Dalam 5 meter panjang

Ciri penuh jenis-C dan USB PD 3.0 eMarker diperlukan

Ia diperlukan untuk menyokong sisipan dua hala dan positif dan negatif

Mengikut keupayaan sokongan, ia boleh dibahagikan kepada kabel aktif USB 3.2 dan USB4

Kabel aktif USB 3.2:

-USB 3.2 Gen 2x2 (saluran dwi 10GHz) mesti disokong

* kabel aktif hanya menyokong saluran tunggal (x1) tidak dibenarkan

-Mod Alt sokongan pilihan

Kabel aktif USB4:

-Semua kelajuan USB 3.2 dan USB4 (dwi saluran) mesti disokong

-Mod alt Tbt3 mesti disokong

Keperluan wayar VBUS, vconn, CC dan USB 2.0 adalah konsisten dengan keperluan kabel pasif

Kabel aktif perlu dikuasakan oleh vconn

Kabel aktif mengandungi komponen pengulang, seperti pemasa semula atau pemacu semula, terutamanya untuk isyarat berkelajuan tinggi TX1, TX2, rx1 dan rx2. Pembangunan pemasa semula adalah rumit dan mahal. Kabel pemacu semula linear (LRD) yang dikuasai oleh pemacu semula mempunyai ciri-ciri kerumitan yang rendah, penggunaan kuasa yang rendah dan kos yang rendah. Walaupun ia hanya kemudian ditambahkan pada ekosistem USB dan dimasukkan ke dalam spesifikasi USB jenis-C, kabel LRD mula diperkenalkan ke pasaran. Sebagai contoh, kabel 40Gbps dua meter petir 4 ialah kabel LRD yang menyokong USB4.

Komponen utama kabel LRD termasuk penyama RX dan pemacu output, yang masing-masing bertanggungjawab untuk mengimbangi kehilangan kabel, melaraskan keuntungan DC, dan melaraskan saiz pra penekanan dan isyarat output, seperti yang ditunjukkan dalam rajah di bawah.

Memandangkan kabel LRD tidak mempunyai CDR (pemulihan data jam), jitter dan bunyi yang diterima pada input kabel akan dipindahkan ke output kabel; Pada masa yang sama, RX EQ juga boleh menguatkan bunyi frekuensi tinggi; Disebabkan penambahan komponen aktif, impedans kad pad akan tidak berterusan; Begitu juga dengan kabel yang panjang, ia mudah menyebabkan ketidakpadanan panjang dan pn besar yang condong dalam proses pengeluaran, mengakibatkan mod biasa AC melebihi spesifikasi. Berdasarkan perkara di atas, perkara berikut hendaklah dipertimbangkan dalam reka bentuk:

Bunyi frekuensi tinggi yang disebabkan oleh kabel

Sama ada EQ di dalam kabel seimbang dengan betul, dan sama ada isyarat tidak mencukupi atau terlebih seimbang?

Padanan impedans komponen tambahan di dalam kabel aktif

Pn condong pada pasangan kabel berkelajuan tinggi

Sokongan fungsi kabel LRD dan pengumuman eMarker

Ia dinyatakan dalam jadual 6-3 penyambung jenis-C USB& kabel Spesifikasi Rev 2.1 (seperti ditunjukkan dalam Jadual 2), kabel pasif USB4 dan kabel aktif USB4 (kecuali OIAC) mesti menyokong USB4, usb3, USB2 dan tbt3.

Khususnya, kabel USB4 LRD ialah kabel aktif, tetapi dalam tetapan VDO pengepala ID bagi eMarker, B29... B27 mesti diisytiharkan sebagai kabel pasif (011b) dan diisytiharkan menggunakan kabel pasif VDO. Oleh kerana kabel LRD telah dimasukkan ke dalam spesifikasi USB pada peringkat kemudian, ia adalah terutamanya untuk serasi dengan produk tbt3 di pasaran. Ia mesti diisytiharkan sebagai pasif. Walaupun jenis produk diisytiharkan sebagai pasif, penemuan tbt3 akan diteruskan dalam proses komunikasi USB4 discover_ SVID (0x8087), dan kemudian menilai sama ada ia"USB4 dengan kabel aktif tbt3 gen3".

Usb-if mengeluarkan logo dan Ikon USB4 baharu

Usb-if mengadakan seminar USB devdays 2021 di Seattle (30 September hingga 1 Oktober), dan mengeluarkan logo baharu dan ikon kuasa undian kabel USB jenis-C dalam kombinasi dengan spesifikasi EPR (julat kuasa lanjutan), seperti yang ditunjukkan dalam jadual di bawah, supaya pengguna boleh mengenal pasti kelajuan dan kuasa yang disokong oleh produk USB dengan cepat. Kabel yang asalnya menyokong 100W (20V / 5A) tidak lagi digunakan; Kabel yang menyokong 5A mesti menyokong EPR 240W (48V / 5A).

Jadual 3: logo dan ikon kabel USB jenis-C baharu (sumber: usbdevdays 2021)

Kabel aktif kabel LRD menambah pemacu semula komponen aktif untuk menjadikan panjang sokongan kabel lebih panjang. Dalam penggunaan praktikal dan ujian pensijilan, konsepnya ialah prestasi kabel LRD harus konsisten dengan atau lebih baik daripada kabel pasif. Iaitu, di bawah tetapan persekitaran ujian yang sama, lrdcable mestilah sama atau lebih baik daripada kabel pasif jika dibandingkan dengan kabel pasif.

Item ujian pensijilan LRD termasuk:

Ujian fungsi usb-c

Ujian e-penanda PD USB

Kuasa kabel aktif: Penurunan IR dan penggunaan kuasa

Perlindungan kepanasan terma

Ujian ciri elektrik LRD

Ujian keserasian kabel LRD (masih dalam perbincangan)

Ujian elektrik kabel LRD terperinci adalah seperti berikut:

1. Ujian fungsi usb-c

Mengikut spesifikasi ujian fungsi usb-c, ujian kabel adalah seperti berikut:

TD 4.1.3 Ujian Kabel Tidak Berkuasa

TD 4.13.5 Kabel EnterUSB dan Ujian Set Semula Data

TD 4.14.x

TD 4.14.1 Ujian Tukar Vconn Kabel

TD 4.14.2 Ujian Set Semula Kabel

TD 4.14.3 Ujian Mod Ganti Kabel

Ujian TD 4.14.4 Kabel USB 3.2

Ujian USB4 Kabel TD 4.14.5

2. USB PD: ujian e-marker

Menurut USB PD CTS, uji tiga item berikut yang berkaitan dengan kabel:

Prosedur dan Pemeriksaan Biasa

Ujian Khusus Lapisan Fizikal

Ujian Khusus Protokol

Kabel LRD perlu menyokong tbt3 dan mengesahkan sama ada pengumuman tbt3 dan respons SOP adalah betul

Cable SOP' Discover Identity response

[ID Header VDO] B26 (operasi model) ditetapkan kepada 1b(mod alt)

[ID Pengepala VDO] B29..27 (jenis produk) ditetapkan kepada 11b(kabel pasif)

[VDO Kabel] B2..0 (kelajuan tertinggi USB) ditetapkan kepada 010b(USB3.2/USB4 Gen2)

Cable SOP' TBT Discover Mode VDO response

B20..19 (bulat/bulat& tiada) ditetapkan kepada 01b(kedua-duanya)

B21 (Optik/tiada) ditetapkan kepada 0 (tiada)

B22 (Pemasa Semula/Pemacu Semula) ditetapkan kepada 0b (Pemacu semula)

B23 (Uni/Dwiarah) ditetapkan kepada 1b (Uni)

B25 (Aktif/Pasif) kepada 1b (Aktif)

3. Keperluan Kuasa Kabel Aktif

3.1. Spesifikasi penurunan IR bagi VBUS dan kabel tanah adalah sama dengan kabel pasif

Penurunan IR VBUS：≤500 mV

Penurunan IR Tanah：≤250 mV

3.2. Bekalan kuasa kabel aktif terutamanya melalui vconn, dan penggunaan kuasa maksimum adalah terhad

Kuasa yang digunakan oleh vconn ≤ 1.5W

4. Ujian Terma

Atas sebab keselamatan, pengesan suhu mesti ditetapkan di dalam kabel aktif. Apabila suhu permukaan cangkerang plastik kabel aktif mencapai 80 ℃ ˚ C atau suhu permukaan logam mencapai 55 ˚ C. Pemindahan data USB 3.2/usb4 mesti dihentikan.

Di samping itu, suhu permukaan palam kabel aktif dan suhu kerja maksimum permukaan cangkerang tidak boleh melebihi suhu ambien sebanyak 30 ℃ ˚ C. Atau suhu permukaan cangkang logam 15 ˚ C。

Suhu permukaan (TS) cangkerang plastik kabel aktif terutamanya termasuk suhu kerja (TMB) hos yang disambungkan dan papan induk peranti, komponen aktif dalam kabel, dan suhu ambien semasa (TA). Ujian pensijilan sebenar terbahagi kepada dua bahagian: suhu permukaan (TS) dan penutupan haba. Persekitaran ujian ditunjukkan dalam rajah di bawah:

4.1 Suhu Permukaan (Ts)

suhu permukaan

Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 3, uji sambungan, simulasikan papan induk hos / peranti melalui papan pemanas lekapan ujian haba pada suhu bilik, dan biarkan suhu TMB meningkat kepada (TA + 25) ˚ C) Kemudian sambungkan kabel aktif dan tetapkan beban penuh dari hos ke peranti (termasuk penghantaran data berkelajuan tinggi serentak dan beban PD 100W). Pada masa ini, gunakan kamera inframerah untuk mengetahui kawasan suhu tertinggi palam kabel (Gamb. 4), dan lekatkan"pasangan terma" tampal pada suhu tinggi ini untuk ujian suhu (Gamb. 5). Kesan suhu permukaan cangkerang plastik palam kabel, dan nilai sama ada ujian telah lulus: TS< ta="" +="" 30="" ˚="">

Rajah 4: kamera inframerah untuk mencari kawasan suhu tertinggi

Rajah 5:"ThermalCouple" patch melekat pada kawasan yang paling panas.

4.2 penutupan haba perlindungan terlalu panas

Persekitaran ujian untuk perlindungan terlalu panas adalah sama seperti di atas. Di samping itu, tampalan pemanasan disalut pada cangkang plastik palam kabel (Gamb. 6). Mula memanaskan tampalan pemanas pada suhu bilik. Apabila suhu mencapai 85 ℃ ˚ C, keputusan ujian ditentukan: kabel aktif perlu menghentikan penghantaran data USB 3.2/usb4.

Rajah 6: tampung pemanas pemanas fleksibel

Nota: untuk peralatan ujian terma kabel aktif dan aksesori berkaitan, sila hubungi OD Liao@luxshare -ict.com

Ujian Elektrik

Untuk kabel LRD, kabel pasif masih digunakan dalam konfigurasi kabel USB 2.0, SBU dan CC. Kaedah dan spesifikasi ujian adalah sama seperti kabel pasif. Pasangan isyarat berkelajuan tinggi TX1 / rx1 / TX2 / rx2 dilengkapi dengan komponen aktif pemacu semula. Spesifikasi ujian adalah mengikut kabel aktif LRD CTS versi 0.8. Item ujian dibahagikan kepada tiga item berikut:

Ujian domain kekerapan

Domain masa – ujian kabel berdiri sendiri kabel

Domain masa – ujian mata keluaran kabel

5.1 ujian domain kekerapan

Pulangan-Kerugian Bersepadu (IRL)

Bersepadu Multi-Reflection (IMR)

Margin Operasi Saluran (COM)

Rajah 7: gambar rajah sambungan parameter S yang ditangkap oleh VNA penganalisis rangkaian vektor

Untuk item ujian domain kekerapan, kaedah ujian adalah sama seperti kabel pasif. Parameter S diambil oleh penganalisis rangkaian vektor VNA. Terdapat 8 fail s4p (TX1 / rx1 / TX2 / rx2, dwiarah) untuk pasangan pembezaan berkelajuan tinggi, dan melalui perisian get_ iPar_ V0p91a untuk analisis.

5.2 domain masa – ujian berdiri sendiri kabel

Topeng ilfit kabel (DC / F1 / NQ / F2 / F3 / WB): kehilangan sisipan

OUTPUT_ Bunyi (): sisihan piawai hingar keluaran (tidak termasuk hingar tak linear)

SIGMA_ E (): sisihan piawai bagi bunyi tak linear keluaran

Kabel CM_ Bunyi: Mod biasa AC

Ujian badan kabel (tidak termasuk sistem ISI dan jitter) terutamanya menguji kehilangan sisipan, bunyi keluaran, bunyi tak linear dan mod biasa AC kabel itu sendiri. Sambungan ujian ditunjukkan dalam rajah di bawah. Di bawah corak keluaran TP2 (seperti yang ditunjukkan dalam Jadual 4), ayunan, tiada jitter, tiada SSC, tiada tetapan TX EQ, seperti corak quot; &: prbs15, ayunan 800mv, SSC off, jitter off, pratetap 0&] quot;, penjana isyarat mula-mula menyambungkan kabel pasif kes terburuk untuk ujian, osiloskop menangkap bentuk gelombang *. Tong sampah, kemudian tukar kepada kabel LRD untuk ujian, dan menjalankan analisis parameter berikut melalui perisian, Kemudian bandingkan kabel LRD. Keputusan ujian mestilah sama atau lebih baik daripada kabel pasif. Ujian hendaklah meliputi tiga kelajuan: USB4 Gen2 / gen3 dan USB 3.2 Gen2.

Nota:"kabel pasif kes terburuk" merujuk kepada kabel pasif dengan kehilangan pemasukan maksimum dalam spesifikasi kabel, seperti kabel pasif USB 3.2 Gen2 1m, kabel pasif USB4 Gen2 2m dan kabel pasif USB4 gen3 0.8m.

Rajah 8: gambar rajah sambungan untuk ujian badan kabel

5.3 domain masa - ujian gambar rajah mata keluaran kabel

(Ujian Mata keluaran kabel）

5.3.1. Ujian USB4 Gen2 / gen3:

Sambungan ujian gambar rajah mata keluaran kabel (termasuk sistem ISI dan jitter) ditunjukkan dalam rajah di bawah. Persekitaran ujian adalah sama seperti persekitaran ujian pengesahan hos / peranti RX penerima USB4. Persekitaran ujian USB4 RX perlu diperbetulkan terlebih dahulu. Anda boleh mengawal terus penjana corak Anritsu mp1900 melalui aplikasi ujian grl-usb4-rx, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 9, Tentukur persekitaran ujian USB4 RX dengan penglihatan kekunci atau osiloskop Tektronix.

Selepas penentukuran, sambungkan"kabel pasif kes teruk" pertama semasa ujian. Tetapan keadaan ujian termasuk mengeluarkan prbs31 dalam corak Gen dan tetapan pratetap USB4 (16 kumpulan kesemuanya). Selepas isyarat melalui kabel, tangkap lima bentuk gelombang dalam osiloskop, dan 80 bentuk gelombang perlu ditangkap dalam setiap kumpulan pada kelajuan tinggi; Kemudian, di bawah keadaan ujian yang sama, keluarkan kabel pasif, gantikan kabel LRD, dan tangkap bentuk gelombang pada osiloskop; Kemudian gambarajah mata, lebar mata dan kawasan mata telah diuji dan dianalisis dengan perisian USB4 signtest.

Rajah 10: Sambungan ujian gambar rajah mata keluaran kabel USB4 gen3 / Gen2

Penentuan USB4 keputusan ujian Gen2 / gen3 (purata 5 tangkapan):

Kabel LRD kawasan mata terbaik ≥ kabel pasif kawasan mata terbaik

Dan lebar mata kabel LRD ≥ 0.9 * kabel pasif

1.3.2. Ujian USB Gen2:

Persekitaran ujian adalah sama dengan persekitaran ujian pengesahan penerima usb3.2 RX. Persekitaran ujian USB 3.2 RX perlu diperbetulkan terlebih dahulu (seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 11). Penjana corak Anritsu mp1900 boleh dikawal secara automatik terus melalui aplikasi grl-usb3-rxtest dan ditentukur dengan penglihatan kekunci atau osiloskop Tektronix

Selepas penentukuran, di bawah keadaan ujian USB 3.2 Gen2 RX, pilih Rx untuk menentukur persekitaran PJ @ 100MHz. Selepas melalui lekapan dan kabel LRD, osiloskop menangkap bentuk gelombang lima kali, dan kemudian menganalisisnya dengan perisian usb3sigtest dan 7 templat CTLE. (usb3 signtest hanya mempunyai satu templat ctle_5db pada mulanya, dan perlu menetapkan dan menambah ctle_0db ~ templat DB ctle_6 secara manual)

Penghakiman keputusan ujian USB 3.2 Gen2, (nilai purata 5 tangkapan):

Kabel LRD kawasan mata terbaik ≥ kabel pasif kawasan mata terbaik

Dan lebar mata kabel LRD ≥ 0.9 * kabel pasif

ringkasan

USB jenis-C digunakan secara meluas dalam komputer dan peranti persisian yang berkaitan, serta kabel pasif dan kabel aktif. Ada yang hanya menyokong USB 2.0 dan pengecasan, dan ada yang boleh menyokong USB 3.2 dan USB4; Kesemuanya ialah penyambung USB jenis-C, yang menyokong keupayaan dan kelajuan yang berbeza, yang mudah mengelirukan pengguna. Persatuan USB juga menumpukan pada pengalaman pengguna dan komited kepada kabel jenis-C, yang boleh memenuhi semua aplikasi. Dalam bahagian kabel aktif, spesifikasi mesti menyokong penghantaran dua hala, pemalam positif dan negatif, saluran dwi (x2), dll. Mengambil kabel aktif USB4 LRD sebagai contoh, ia boleh menyokong USB4, USB 3.2, USB 2.0 , petir 3, pengecasan PD, dsb. untuk memenuhi aplikasi USB jenis-C dengan satu talian.

Perbezaan terbesar antara kabel aktif USB jenis-C dan kabel pasif ialah sama ada terdapat komponen aktif, yang juga membawa kepada kaedah berbeza untuk menguji isyarat pembezaan berkelajuan tinggi. Ujian kabel aktif menggunakan kaedah ujian frekuensi tinggi sedia ada bagi hos dan peranti USB4, dan menggunakan penjana isyarat frekuensi tinggi dan osiloskop frekuensi tinggi untuk ujian. Persekitaran dan kaedah ujian agak kompleks, GRL menyediakan penyelesaian ujian automatik untuk ujian USB4, yang boleh mengurangkan kerumitan ujian. GRL mempunyai pengalaman yang kaya dalam melaraskan EQ, keuntungan dan parameter lain serta membantu pelanggan dalam penyahpepijatan. GRL juga boleh menyediakan hos dan peranti USB4, kabel pasif USB4, kabel aktif USB4 dan perkhidmatan ujian dan pensijilan lain.

Rujukan

Spesifikasi Kabel dan Penyambung USB Jenis-C, Keluaran 2.1, Mei 2021

Penyambung USB Jenis-C dan Pemasangan Kabel CTS, Semakan 2.1b, Jun 2021

Spesifikasi Keperluan Keserasian USB4 ™ Thunderbolt3 ™, Versi 1.0, Januari 2021.

USB4 ™ Thunderbolt3 ™ Keserasian CTS, Semakan 1.0, Januari 2021.

Penghantaran Kuasa USB CTS, Semakan: 1.2, Ver 2, 20 Jun 2021

Spesifikasi Ujian Fungsi USB Jenis-C, Bab 4 dan 5, 23 Mei 2021, Rev 0.88