7 미터 및 10 미터 USB 3.0A에서 USB C 나사로 케이블의 양쪽 끝에 신호 증폭기의 추가는 주로 장거리에 걸쳐 신호 감쇠 및 무결성 문제를 해결하도록 설계되었습니다. 이유는 다음과 같습니다.
1. 장거리 신호 감쇠를 보상합니다
USB 3.0의 표준 최대 유효 전송 거리는 3-5 미터 (릴레이없이)이며, 그 너머의 신호는 케이블 임피던스 및 전자기 간섭 (EMI)에 의해 크게 감쇠되어 데이터 오류 또는 연결 중단을 초래합니다.
신호 증폭기 (예 : Redriver/Retimer Chips)는 양쪽 끝에서 신호를 향상시켜 고주파수 (5GBPS) 슈퍼 스피드 차동 신호가 터미널 장치로 완전히 전송 될 수 있도록합니다.
2. 양방향 통신 요구 사항
USB 3.0은 별도의 전송 (TX) 및 수신 (RX) 채널을 포함한 전이중 통신을 사용합니다. 단일 끝 증폭은 역 신호 감쇠 문제를 해결하지 못할 수 있습니다.
양쪽 끝에 앰프를 첨가하면 상류 (디바이스로의 호스트) 및 다운 스트림 (호스트에서 장치)의 신호 강도를 향상시켜 양방향 데이터 전송의 안정성을 보장 할 수 있습니다.
3. 고주파 신호 무결성 유지 보수
5Gbps의 고속 전송은 신호 타이밍 및 파형에 민감합니다. 긴 케이블은 지터와 노이즈를 도입하여 비트 오류율이 증가합니다.
신호 증폭기는 신호 파형을 복원하고 RETIMING 및 REDRIVING 기능을 통해 오차 위험을 줄입니다.
4. 산업 환경 교란을 다루십시오
나사 잠금 설계는 종종 전자기 간섭 또는 기계적 진동이 강한 산업, 의료 또는 실외 장비에 사용됩니다. 긴 케이블은 간섭에 더 취약하며 앰프는 신호 대 잡음비 (SNR)를 증가시켜 항 회의를 향상시킵니다.
5. 전원 공급 및 전원 손실
긴 케이블의 저항으로 인해 전원 공급 전압이 떨어지게됩니다 (IR 드롭). 이는 장치 충전 또는 작동에 영향을 줄 수 있습니다. 일부 설계에서 앰프는 전력 관리 기능을 통합하여 전력 전송을 최적화 할 수 있습니다.
6. 호환성과 표준 혁신
기존의 수동 케이블은 USB-IF의 표준 길이 한계를 깨뜨릴 수 없습니다. 활성 케이블 (앰프 포함)은 USB 3.0 전송 속도 (5GBPS)를 유지하면서 활성 신호 처리를 통한 초대형 범위 호환성을 가능하게합니다.
실제 응용 프로그램 시나리오의 예
- 산업 자동화 : 원격 센서를 진동 저항 (나사 잠금) 및 안정적인 데이터 전송을 위해 컨트롤러에 연결합니다.
- 전문 오디오 및 비디오 장비 : 사진 지연을 피하기 위해 4K 비디오 신호 (예 : USB-C 모니터)의 장거리 전송.
- 의료 장비 : 중요한 부호 모니터링 장비에서 실시간 데이터의 신뢰성을 보장합니다.
기술 구현 세부 사항
- redriver (redriver) : 신호 진폭 만 증폭시키고 비용은 낮지 만 타이밍 지터에는 수리 능력이 없습니다.
- RETIMER : CDR (Clock Data Recovery)으로 신호를 완전히 재구성하여 장거리에 적합하지만 더 높은 비용으로 지터를 제거합니다.
요약하면, 양쪽 끝에서 통합 신호 증폭기의 설계는 장거리, 고속 및 산업 안정성을 고려하는 데 필요한 솔루션입니다.
