ผ่านการเชื่อมต่อ USB 3.0 ผ่านตัวเชื่อมต่อ D-SUB

ฉันต้องผ่านสายเคเบิล USB ผ่านกำแพงสุญญากาศซึ่งเรามีเฉพาะหน้าแปลนสวิงแบบ D-SUB เท่านั้น ดังนั้นฉันจึงตัดสาย USB ครึ่งและบัดกรีขั้วต่อ D-SUB ให้แต่ละครึ่ง สำหรับการเชื่อมต่อ USB 2.0 การทำงานนี้ไม่มีปัญหาใด ๆ แต่ฉันมีปัญหาในการเชื่อมต่อ USB 3.0 ให้ทำงาน

คอมพิวเตอร์จะส่งเสียงการเชื่อมต่อ / ตัดการเชื่อมต่อเสียงซ้ำ ๆ ทุกสองสามวินาทีเมื่อเสียบสายเคเบิลวิธีแก้ปัญหาเพียงอย่างเดียวคือการเชื่อมต่อขั้วต่ออย่างช้า ๆ จนกว่าอุปกรณ์จะได้รับการยอมรับ

ฉันคิดว่านี่เป็นเพราะการป้องกันไม่เพียงพอที่จะได้รับลิงค์ USB 3.0?

การเชื่อมต่อส่วนบุคคลดูเหมือนจะดีพร้อมความต้านทาน <3Ωสำหรับแต่ละคนและไม่มีกางเกงขาสั้น ด้านล่างเป็นแผนภาพแสดงวิธีการส่งสายเคเบิลผ่านตัวเชื่อมต่อ:

ดังแสดงในรูปโล่เชื่อมต่อกับเปลือกของตัวเชื่อมต่อเพื่อเชื่อมต่อโล่ทั้งสองด้านเข้าด้วยกัน ฉันพยายามที่จะรักษาเกราะป้องกันที่ถูกทำลายให้ต่ำโดยให้เอาด้านใดด้านหนึ่งออกไปประมาณ 3 ซม.

สาเหตุที่เป็นไปได้มากที่สุดสำหรับความล้มเหลวนี้คืออะไรและจะหลีกเลี่ยงได้อย่างไรในอนาคตหากเป็นไปได้

ฉันคิดว่านี่เป็นเพราะการป้องกันไม่เพียงพอที่จะได้รับลิงค์ USB 3.0?

มีโอกาสมากขึ้นที่คุณจะแนะนำการหยุดอิมพีแดนซ์อย่างมีนัยสำคัญดังนั้นโดยการแยกคู่ตัวนำของตัวนำซูเปอร์สปีดที่การสื่อสารไม่สามารถเกิดขึ้นได้อย่างเหมาะสม

สาเหตุที่เป็นไปได้มากที่สุดสำหรับความล้มเหลวนี้คืออะไรและจะหลีกเลี่ยงได้อย่างไรในอนาคตหากเป็นไปได้

อย่างที่บอกไปแล้วว่าคุณไม่สามารถแยกตัวนำของ USB3 ออกจากกันโดยพลการ: สัญญาณจะถูกส่งเป็นสนามแม่เหล็กไฟฟ้าระหว่างตัวนำ เนื่องจากความถี่สัญญาณของ USB3 อยู่ในช่วงไมโครเวฟอย่างแน่นหนาการแยกคู่ตัวนำของคุณเป็นหลักหมายความว่าคุณจะหยุดการขนส่งพลังงาน

คุณอาจจะไม่สามารถแก้ไขสถานการณ์นี้ได้โดยใช้ตัวเชื่อมต่อ D-SUB ปัจจุบันของคุณเลย คุณจะต้องแทนที่ตัวเชื่อมต่อเหล่านี้ด้วยตัวที่อย่างน้อยประมาณเก็บความต้านทาน90Ωระบุของคู่ตัวเชื่อมต่อ USB3 SS เป็นไปได้มากว่าวิธีที่ง่ายที่สุดในการทำเช่นนั้นคือผ่านตัวเชื่อมต่อ USB3 ด้วยตัวเอง

มีสองปัญหาที่นี่:

1) สายเคเบิล USB เป็นชนิดถอดเปลี่ยนได้อย่างรวดเร็วซึ่งหมายความว่าพินกำลังทำงานก่อน (ยาวกว่าพินข้อมูล) ตัวเชื่อมต่อ d-sub ไม่ได้ถูกสร้างขึ้นสำหรับการเสียบแบบร้อนขามีความยาวเท่ากันทั้งหมดและบางส่วนมีส่วนร่วมก่อนขึ้นอยู่กับมุมที่เสียบ D-sub และอาจทำให้เกิดปัญหา

2) อิมพีแดนซ์ของสายต่าง (ดังที่ได้กล่าวไปแล้ว) จะต้องมีค่า 90 differential มิฉะนั้นสัญญาณดิฟเฟอเรนเชียลอย่างรวดเร็วจะสะท้อนและลดทอนถ้าไม่ได้จับคู่อย่างเหมาะสม ตัวเชื่อมต่อจำเป็นต้องมีการควบคุมความต้านทานเพื่อส่งสัญญาณที่รวดเร็วผ่านเข้าไป

ข้อมูลจำเพาะ USB 3.0 ใช้การส่งสัญญาณความถี่ต่ำ (10-50 MHz) เพื่อเริ่มต้นการเชื่อมโยงกับอีกด้านหนึ่ง SFP + ตัวรับส่งสัญญาณมักจะไม่ครอบคลุมช่วงนี้อย่างน้อยไม่อยู่ในเอกสารข้อมูลของพวกเขา (มันเป็นมากกว่า 300-2500 MHz หรือมากกว่านั้น) ดังนั้นสัญญาณที่สำคัญนี้อาจไม่สามารถเข้าถึงอีกด้านได้อย่างถูกต้องและด้วยเหตุนี้การจัดตั้งลิงค์อาจล้มเหลว ที่มา: http://billauer.co.il/blog/2015/12/usb-superspeed-parallel/

ปัญหาเกี่ยวกับ d-sub ของคุณอาจเป็นไปได้ว่ามีความจุ \ ตัวเหนี่ยวนำใกล้เคียงกับที่แสดงด้านล่างและไม่เร็วพอที่จะส่งสัญญาณ 2.5GHz ที่เร็วของ USB 3.0

ที่มา: https://www.farnell.com/dat เอกสาร/66098.pdf

แล้วคุณจะทำอะไรได้บ้าง

หากคุณไม่จำเป็นต้องมี USB 3.0 คุณอาจต้องการลองใช้เฉพาะบรรทัด GND, Vcc, D + และ D- หากการเสียบที่ร้อนแรงของ D-sub สามารถหลีกเลี่ยงได้อาจจะดีที่สุด (เสียบที่ช่องเสียบที่ไปยังฮับ)

นอกจากนี้ยังทำให้ฟีดพอร์ต USB 3.0 ที่เข้ากันได้กับ UHV หากคุณต้องการเจาะรูอีกรูในเพลทของคุณหรือหาวิธีอื่นในการต่อท่อ

ปัญหาของตัวเชื่อมต่อ DB-9 คือมันไม่ได้เป็น "การควบคุมความต้านทาน" และไม่มีการป้องกันระหว่างคู่สัญญาณ (คุณต้องใช้คู่ที่แตกต่างกันผ่านตัวเชื่อมต่อและป้องกันพวกเขาจากคู่ diff อื่น ๆ ) USB 3.0 ทำงานที่อัตราสัญญาณ 2.5 GHz และ "สายหลวม 3 ซม." เป็นสิ่งที่น่าจับตามอง ความต้านทานที่ไม่ตรงกันสร้างการสะท้อนของสัญญาณจำนวนมาก (เรียกว่า "สัญญาณรบกวนระหว่างสัญลักษณ์") และการพูดคุยข้ามที่สำคัญระหว่างคู่ Rx และ Tx จะฆ่าการเชื่อมโยงของสัญญาณทำให้เกิดการเชื่อมโยงของสัญญาณจำนวนมาก ข้อมูลจำเพาะ USB 3.x มีข้อกำหนดที่เข้มงวดมากสำหรับความต้านทานและ crosstalks ใกล้และไกลสุดกว่าสายเคเบิล

ในการมีการเชื่อมต่อ USB 3.x กับกล้องภายในของคุณคุณต้องทำการค้นหาอย่างหนักสำหรับตัวเชื่อมต่อ USB เกรดสูญญากาศ (ถ้ามีอยู่พวกเขาอาจจะ) หรือใช้ RF-grade 50-Ω coaxial multi-pin feed-through ขั้วต่อเกรดอวกาศ มีตัวเชื่อมต่อขนาด Sub-D แบบสองแกนคุณต้องมีอย่างน้อยสองช่องสัญญาณแบบคู่เช่นนี้:

คุณยังสามารถใช้ตัวเชื่อมต่อที่ใช้สำหรับการเชื่อมต่ออีเธอร์เน็ตได้หากคุณพบพวกมันในรุ่นเกรดสูญญากาศบางอย่างเช่นนี้

ในกรณีที่เลวร้ายที่สุดคุณสามารถใช้ตัวเชื่อมต่อ SMA ชนิด feed-through สี่ตัวและสร้างอะแดปเตอร์ USB เป็น SMA ได้คล้ายกับที่ USB-IF ใช้ในการทดสอบการเชื่อมต่อระหว่างกันและการรับรองสายเคเบิลดังนี้:

แหล่งข้อมูลบางส่วนสำหรับโซลูชันการป้อนผ่านสุญญากาศระดับคือPave Technology , MDC Vacuum Productsและแหล่งอื่น ๆ อีกมากมาย

ไม่ว่าในกรณีใดฉันไม่เห็นโอกาสที่จะมีช่อง USB SuperSpeed ​​ที่เชื่อถือได้โดยใช้ตัวเชื่อมต่อ DB-9 และคุณจะต้องทำงานซ้ำอย่างจริงจังในห้องของคุณ