D-SUB 커넥터를 통한 USB 3.0 연결 통과

D-SUB 통과 플랜지 만 사용할 수있는 진공 챔버 벽을 통해 USB 케이블을 통과시켜야합니다. 그래서 USB 케이블을 반으로 자르고 D-SUB 커넥터를 반으로 납땜했습니다. USB 2.0 연결의 경우 아무런 문제없이 작동하지만 USB 3.0 연결을 작동하는 데 문제가 있습니다.

특히, 케이블이 연결되면 컴퓨터는 몇 초마다 반복적으로 연결 / 연결 끊김 소리를냅니다. 유일한 해결 방법은 장치가 인식 될 때까지 커넥터를 천천히 밀어 넣어 USB 2.0 연결을 강제하는 것입니다.

USB 3.0 링크를 얻는 데 충분하지 않은 차폐 때문이라고 생각합니까?

개별 연결은 각각에 대해 3Ω 미만의 저항과 단락이없는 것 같습니다. 아래는 커넥터를 통해 케이블을 배선하는 방법에 대한 다이어그램입니다.

그림과 같이 실드는 커넥터의 쉘에 연결되어 실드의 양쪽을 함께 연결합니다. 양쪽의 약 3cm를 제거하면서 파괴 된 차폐 량을 낮게 유지하려고했습니다.

이 실패의 가장 큰 원인은 무엇이며 향후 가능하면이를 피하는 방법은 무엇입니까?

usb soldering cables

— 루카스 랭
소스

전달하려는 대상에 따라 무선 솔루션이 가능하고 권장 될 수 있습니다.

— Scott Seidman

궁금한 점은 SuperSpeed 데이터 속도가 필요한 진공 챔버에서 무엇을하고 있습니까?

— Dave Tweed

D-Sub 커넥터와 케이블은 도로의 충돌과 같습니다. 저속에서는 별 문제가되지 않습니다. 200kph의 페라리로 주행하면 모든 것이 깨집니다.

— 희미한

@DaveTweed 챔버 내부에 고해상도 카메라가 있습니다. 현재 사용중인 카메라의 경우 USB 2.0이면 충분하지만 허용 가능한 프레임 속도로 작동하려면 USB 3.0 속도가 필요한 최신 카메라가 있습니다.

— 루카스 랭

흥미 롭군 내 고객 중 한 명이 고속, 고해상도 IR 카메라 용 듀어 어셈블리를 제작했으며, 베어 챔버 칩 이외의 다른 것을 진공 챔버에 넣는 것을 꿈꾸지 않을 것입니다. 칩은 세라믹 기판에 접착 된 후 개별 단자를 사용하여 벽을 통해 신호를 보냅니다. 카메라 전체, 전자 제품 등을 모두 넣었습니까? 더 알려주세요!

— Dave Tweed

답변:

USB 3.0 링크를 얻는 데 충분하지 않은 차폐 때문이라고 생각합니까?

통신이 제대로 수행 될 수없는 초고속 도체의 도체 쌍을 분리하여 단순히 임피던스 브레이크를 발생시킬 가능성이 높습니다.

이 실패의 가장 큰 원인은 무엇이며 향후 가능하면이를 피하는 방법은 무엇입니까?

앞서 언급했듯이 USB3의 도체를 임의로 분리 할 수는 없습니다. 신호는 도체 사이의 전자기장으로 전달됩니다. USB3의 신호 주파수는 마이크로파 범위 내에서 견고하기 때문에 도체 쌍을 분리하면 본질적으로 에너지 전송이 중단됩니다.

현재 D-SUB 커넥터를 사용하여이 상황을 전혀 해결하지 못할 수도 있습니다. 이러한 커넥터는 USB3 SS 커넥터 쌍의 공칭 90Ω 임피던스를 유지하는 커넥터로 교체해야합니다. 가장 쉬운 방법은 USB3 커넥터 자체를 사용하는 것입니다.

— 마커스 ül 러
소스

답변과 자세한 설명에 대단히 감사합니다! 유감스럽게도 작동하지 않을 가능성이 있지만 적어도 지금은 이유를 알고 있습니다. (PS :이 사이트에 비슷한 "규칙"이 있다고 가정하면 24 시간이 지나면 답변을 수락하겠습니다.)

— Lukas Lang

그렇습니다. 우리는 일반적으로 다른 SE 사이트와 마찬가지로 24 시간 규칙을 따릅니다.

— 아담 로렌스

조심하면 USB 2.0을 사용하지 못할 수도 있습니다. 케이블에서 핀까지 펼친 도선을 가능한 짧게 유지하려고합니다. 시도해 볼 가치가 있습니다. 마찬가지로 3.0으로이 작업을 수행 할 수 있습니다. 성공에 대한 기대는 없습니다.

— WhatRoughBeast

@WhatRoughBeast이 질문에서 언급 한 것처럼 운 좋게도 USB 2.0은 문제가되지 않는 것 같습니다. 따라서 현재 모든 장치는 USB 2.0 속도로 작동합니다

— Lukas Lang

여기에는 두 가지 문제가 있습니다.

1) USB 케이블은 핫스왑이 가능하므로 전원 핀이 먼저 연결되어 있습니다 (데이터 핀보다 깁니다). d-sub 커넥터는 핫 플러깅 용으로 제작되지 않았으며 핀의 길이는 모두 같으며 일부는 D-sub이 연결된 각도에 따라 먼저 연결되어 잠재적으로 문제를 발생시킵니다

2) 차동 라인의 임피던스 (이전에 언급 한 바와 같이)는 90Ω이되어야합니다. 그렇지 않으면 고속 차동 신호가 올바르게 일치하지 않으면 반사되고 감쇠됩니다. 또한 빠른 신호를 통과 시키려면 커넥터를 임피던스로 제어해야합니다.

USB 3.0 사양은 저주파 신호 (10-50MHz)를 사용하여 다른 쪽과의 링크를 시작합니다. SFP + 트랜시버는 일반적으로이 범위를 다루지 않으며, 적어도 데이터 시트 (300-2500MHz 정도)에는 해당되지 않습니다. 따라서이 중요한 신호가 다른쪽에 제대로 도달하지 않을 수 있으므로 링크 설정이 실패 할 수 있습니다. 출처 : http://billauer.co.il/blog/2015/12/usb-superspeed-parallel/

d-sub의 문제는 아마도 아래 표시된 것과 커패시턴스 / 인덕턴스 시뮬레이션이 있고 USB 3.0의 빠른 2.5GHz 신호를 전달할만큼 빠르지 않다는 것입니다.

출처 : https://www.farnell.com/datasheets/66098.pdf

그래서 당신은 그것에 대해 무엇을 할 수 있습니까?

USB 3.0이 필요하지 않은 경우 GND, Vcc, D + 및 D- 라인 만 사용해보십시오. D-sub의 핫 플러깅을 피할 수있는 것이 가장 좋습니다 (허브로가는 커넥터를 꽂으십시오).

또한 플레이트에 다른 구멍을 뚫거나 다른 방법으로 파이프를 연결하려는 경우 UHV 호환 USB 3.0 포트 피드 스루를 제공합니다.

— 전압 스파이크
소스

DB-9 커넥터의 문제점은 "임피던스 제어"가 아니며 신호 쌍 사이에 차폐가 없다는 것입니다 (커넥터를 통해 차동 쌍을 사용하고 다른 diff 쌍으로부터 차폐해야 함). USB 3.0은 2.5GHz 신호 속도로 작동하며 "3cm 느슨한 전선"이 그 원인입니다. 임피던스 불일치는 다수의 신호 반사를 일으켜 (소위 "기호 간 간섭"으로 인한) Rx와 Tx 쌍 사이의 상당한 누화로 인해 신호 일관성이 없어져 대규모 링크 드롭이 발생합니다. USB 3.x 사양은 케이블을 통한 임피던스 및 니어 엔드 및 파 엔드 크로스 토크에 대한 요구 사항이 매우 강합니다.

내부 카메라와 USB 3.x를 연결하려면 진공 등급 USB 커넥터를 검색하거나 (있는 경우) RF 등급 50Ω 동축 다중 핀 피드 스루를 사용해야합니다. 커넥터, 공간 등급. 쌍축 Sub-D 크기 커넥터가 있으며 다음과 유사한 2 개 이상의 쌍축 채널이 필요합니다.

진공 등급 버전에서 찾을 수 있다면 이더넷 연결에 사용되는 커넥터를 사용할 수도 있습니다.

최악의 경우 4 개의 피드 스루 SMA 유형 커넥터를 사용하고 USB-IF가 상호 연결 테스트 및 케이블 인증에서 사용하는 것과 유사한 USB-SMA 어댑터를 만들 수 있습니다.

진공 등급 피드 스루 솔루션의 일부 소스는 Pave Technology , MDC Vacuum Products 및 기타 많은 것입니다.

어쨌든 DB-9 커넥터를 사용하여 안정적인 USB SuperSpeed 채널을 가질 기회가 없으므로 챔버에서 심각한 재 작업이 필요합니다.

— Ale..chenski
소스