Comprender la velocidad máxima que se puede transmitir a través de un cable

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Estoy intentando obtener un cable FFC / FPC para USB 3.0 (+ 5 gbps). Esto me llevó a la cuestión de la transmisión de la señal. Soy un principiante en este tema. Sé que debe hacer coincidir la impedancia de su PCB con su conector / cable para minimizar los reflejos.

Me preguntaba cómo decir qué tan rápido de una señal puede transmitir a través de un cable. Específicamente, ¿qué tipo de parámetros de cable afectan la velocidad de transmisión? Cualquier ayuda es apreciada.

    
pregunta Nick

4 respuestas

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La frecuencia máxima está relacionada principalmente con las características de pérdida dependientes de la frecuencia del cable. Finalmente, llega a una frecuencia en la que simplemente no obtiene suficiente señal en el otro extremo para utilizarla.

  • Pérdidas resistivas en los conductores (incluido el efecto de la piel)
  • Pérdidas dieléctricas en los materiales aislantes
  • Pérdidas de radiación si el cable no está completamente blindado

Todos estos tienden a aumentar con la frecuencia.

Es por esto que generalmente cambiamos a otras tecnologías a frecuencias muy altas: guías de onda para equipos de radio de microondas y fibras ópticas para datos de alta velocidad.

    
respondido por el Dave Tweed
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No puede simplemente "fuente" cables FFC / FPC para USB 3.x. Estos cables (y los conectores correspondientes) no están calificados para canales USB 3.x. Los cables para USB 3.0 tienen que cumplir muchos más requisitos que solo los parámetros de un cable y no solo tener cierta impedancia diferencial.

Para usar cables no estándar (no dentro de la configuración definida por USB), necesitará ejecutar todas las pruebas de calificación de cables USB por su cuenta, garantizar los límites de pérdida de inserción, diafonía NEXT / FEXT, impedancia diferencial a través de conectores acoplados, etc., etc. ., si desea que su producto funcione con un grado razonable de confiabilidad.

Para ejecutar su propia calificación, necesitará al menos un osciloscopio de 8-16 GHz y un instrumento TDR (reflectómetro de dominio del tiempo) de 20 GHz, además de un dispositivo dedicado de ruptura para acceder a las señales de manera correcta. La lista de requisitos eléctricos para las líneas de transmisión USB 3.0 se encuentra en el siguiente USB-IF documento . Aunque el documento es principalmente para la calificación de cables estándar y conectores de acoplamiento, el apéndice del documento muestra los requisitos eléctricos generales que deben cumplirse.

    
respondido por el Ale..chenski
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La frecuencia que puede usarse dentro de un cable depende en gran medida del efecto de la piel. En pocas palabras, cuanto más grande es el cable, menor es la frecuencia que puede transportar sin tener una pérdida de señal causada por un aumento de su impedancia.

A baja frecuencia, la señal se distribuirá de manera equitativa a través de la mayor parte del cable; con una frecuencia más alta, la señal se distribuirá predominantemente en todo el perímetro del cable (la "piel").

Los cables que permiten las mejores características siempre serán muy pequeños y con múltiples conductores para reducir el efecto de la piel. A pesar de esto, cuanto más alto vayas, más pérdida obtendrás. Luego, el protocolo entra y aumentará el voltaje, use pares diferenciales trenzados y empuje los límites al máximo hasta que necesite cambiar a una tecnología de transferencia diferente.

    
respondido por el Simon Marcoux
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Me preguntaba cómo decir qué tan rápido de una señal puede transmitir a través de un cable. Específicamente, ¿qué tipo de parámetros de cable afectan la velocidad de transmisión? Cualquier ayuda es apreciada.

El módem por cable Comcast XB6 funcionará a más de 1.5 Gbps usando su cable coaxial estándar. La velocidad se limita a la velocidad de su última milla, de lo contrario sería más alta.

PCIe 5.0 hace ~ 4GB / s (o x16 @ ~ 128GB / s). Una conexión x1, la conexión PCIe más pequeña, tiene un carril formado por cuatro cables. Lleva un bit por ciclo en cada dirección.

Por lo tanto, 2 piezas de cable pueden hacer ~ 2GB / s en la práctica , en theory se podría exprimir un poco más. Para el cable coaxial de cable simple es el más rápido porque está blindado. Junto con la longitud del blindaje es el siguiente factor más importante, y las distancias más cortas (pulgadas) son las mejores.

    
respondido por el Rob

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