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分析线缆与连接器技术标准 把握认证测验关键

有鉴于线缆与连接器会因为高频信号、机械特性、电气性能以及环境变化等因素影响其性能,开发商需一套完整的测试认证计划与专业实验室的协助与咨询,才能确保产品符合质量条件、完美展现功能需求。在此篇认证技术文章

有鉴于线缆与衔接器会由于高频信号、机械特性、电气功用以及环境改动等要素影响其功用,开发商需一套完好的测验认证方案与专业实验室的帮忙与咨询,才干保证产品契合质量条件、完美展示功用需求。在此篇认证技能文章中,百佳泰专家将浅显易懂介绍不同规范的USB在认证上的要点,并针对SAS 4.0、PCIe最新规范接口的OCuLink、及光纤线缆AOC(Active Optical Cable)等不同接口的产品,简略简明解说其特色。此外,咱们也会对电气测验(Electrical Test)、机械测验(Mechanical Test)、及环境测验(Environmental Test)所需求的仪器和测验内容做一些根本的介绍。

USB 2.0 3.0认证测验介绍

按照USB协会(USB-IF)的规范,USB 2.0的测验流程,分为八种测验类别(group)。依据线缆与衔接器的不同产品性质做为差异,依序承受电气功用、机械特性、及环境改动的细致测验。而电气测验、机械测验、及环境测验又各自包括了许多不同的子测项。因而,受测产品会承受从数十小时到长达数百小时不等的测验。针对体系业者来说, USB 2.0衔接器得承受数百小时的环境测验,内容包括温度寿数实验、混合气体腐蚀实验、热冲击实验、及湿度实验。至于USB 2.0线缆(Cable assembly),由于不需环境部份的测验,因而全体测验时刻会相对地较短。

USB 3.0,又声称为Super Speed USB,速度最高能支撑5Gbps,因而测验项目较多。至于USB 3.0的线缆不必承受环境测验,所以认证测验时刻上相对来说不会那么久。在认证规范上,并不是一切的两头有衔接器装备的线缆就可以称作为USB线缆,USB协会对此有严厉的规则,唯有USB协会拟定的衔接器款式才干被视为USB 衔接器。也唯有USB协会认可的线缆类别才可以送测获得认证及Test ID(TID)。不过假如厂商的产品是归于规范外规范的话,百佳泰的客制化服务团队也将帮忙客户与协会进行评论与争夺可以得到协会答应进行产品认证。

依据协会规则,任何一个类其他测项失利的话,该类其他悉数测项得从头测验,这不仅有出货时刻与金钱本钱上的压力,要怎么发现问题的症结,更是厂商最介意的事。因而,具有一个值得信任的验证测验同伴是一件十分重要的事。

新规线缆总览

● USB 3.1

USB 3.1被称为USB 3.0的次世代,具有高达10Gbps的传输速度,并能向下兼容于2.0与3.0。由于其高速联系,在衔接器铁壳上正反两面共加了四个grounding spring,来按捺EMI与RFI的问题。表一为USB 3.0 与3.1线缆的规范需求比较

表一:USB 3.0裸线缆与USB 3.1裸线缆比较

从表一可以看到USB 3.1裸线缆和USB 3.0裸线缆在线材特性阻抗实验(Characteristic Impedance Test)和传递衰减实验(Insertion Loss Test)测项上有显着的不同,显现为更为严厉。而不仅是在线缆部分,USB 3.1相关的线缆配件、和衔接器的测验规范都较为谨慎。

● USB Type C

有鉴于Apple的Lightning技能正反两面都可以运用,USB协会也正在开发Type C,尺度接近于USB 2.0 Micro B,且也方案供给高瓦特数供电传输功用(power delivery)。Type C Receptacle分为Full Featured版别和USB 2.0版别,在Full Featured版为单面12 pin、双面24 pin的规划。2.0版别则将Super speed pairs移除 ,支撑正反面衔接用。在Type C plug部份只要Full Featured版别,藉由不同的裸线来差异Full Featured 2.0。此外,Type C被视为未来手持设备的充电接口,估计到2016年时,包括现在正运用Lightning接口的Apple选用Type C接口的时机也大大的添加,特别欧盟正式宣告要一致手机的充电接口,其火上加油之下,将会添加Type C的普及率。一起,相关厂商也要留意尽管协会没有针对转接头做任何认证的要求及规范,但针对Type C和USB 3.1规范Type A的转接头、Type C和USB 2.0 Micro B的转接头,USB协会后续势必将强制规则要经过认证。

图一:左面为Type C至USB 2.0 Micro B转接头;右边为Type C至USB 3.1 Standard A转接头

● SAS 4.0

现阶段的SAS支撑12Gb/s,估计到2016年会变成24Gb/s,而现有的界面将会改版,会有全新的规划。由于带宽加大的联系,其差分对(Differential Pair)也会加多,从本来的四对变成八对。除了高频特性改动之外,本来的组织特性、环境特性仍是会和SAS 3.0相同。协会估计2016年前会正式发布具体规范。

● OCuLink

待协会界说完OCuLink的规范之后,期许OCuLink可以支撑PCIe Gen 3的8Gb/s、PCIe Gen 4的16Gb/s,且能一起支撑光纤版别和铜线版别,并能运用在内部以及外部用途上。协会期望未来PCIe SSD在内部运作时,能透过OCuLink衔接Controller Card和体系。

● Active Optical Cable (AOC)

声称下一代线缆/衔接器的AOC,较铜线轻浮,由于其光纤的特功可以战胜铜线的长度约束。AOC并不会由于线缆长度的添加而影响其功用体现(performance),例如:200米的HDMI光纤线缆跟1米的HDMI光纤线缆,其功用体现依旧是相同的。光纤所费比铜线昂扬,可是并不是贵在线缆的自身,而是两头的光电组件和%&&&&&%。

表二:五种不同高速接口铜线与光纤线缆传输长度比较

由下表三的眼图(Eye Diagram)剖析可以看到,铜线会跟着线缆长度的添加,呈现信号传输衰竭的现象;而光纤线缆不管是20m或是100m,其功用体现并不会遭到影响。但是,即便光纤线缆可以支撑长米数运用,协会也看好未来趋势将会替代长米数的铜线线缆外部运用,不过由于光纤现有技能上较不能搭配在体系内部的折弯与挠曲等装备,所以尚无法在内部线上做广泛的运用,所以铜线线缆并不会被彻底替代,将与之一起并存在商场之上。

表三:铜线线缆与光纤线缆的眼图比较

咱们以环境测验作为举例:一项产品的效能、安稳度与全体质量或许遭到许多环境要素的影响,像是温度、湿度、高度、机械冲击与轰动等等,对许多制造厂商而言,要把握产品在不同情境下的实在体现与容限更是十分扎手的难题。因而,厂商需求专业的实验室及设备仪器,可以完好重现这些产品在实在国际中或许遭受的种种情况,并点出问题危险地点。

而上述的五个要点测验项目中,“情境模仿测验”是归于归纳其他三种项目的混合型测验。实际环境总是杂乱且严酷的,为了要保证厂商的产品质量贴近于实在国际,咱们规划了一些情境测验,模仿实在的环境情况,进行电气、机械和环境测验。如图二所示,上山下海的轿车比一般的消费型电子产品更会接触到不同的极点运用环境,因而车机里边的线缆需求承受一系列包括:温度、湿度、高度、轰动、机械冲击…等较为苛刻的实验,才干忠诚呈现在不同运用情境之下时,产品的质量是否能保持效能体现,避免日后产品发生问题会有更高的收回本钱与客诉问题。

图二:情境模仿测验─模仿轿车在实在情境的运用情况

不同线缆与衔接器有不同的特性,需求完好的高阶测验仪器与环境,比如端子强度测验仪、线缆摇晃测验器、震动测验仪、X光测验仪、焊锡性测验仪器、温变冲击实验机、耐压测验仪、蒸气老化与盐水喷洒测验仪等,才干提高测验功率并完好验证产品的质量。

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