極細同軸線束跳線連接與低傳輸損耗基板連接的傳輸比較

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目錄:


1) 內部損耗值參考規範; 損失的預算
2) USB4典型內部連接方式(20Gbps (10GHz) / Lane)
3) 極細同軸線束跳線與低傳輸損耗基板連接的傳輸對比測試結果 
4) 高速傳輸用I-PEX極細同軸連接器
5) 測試條件

 

內部損耗值參考規範; 損失的預算


隨著大容量儲存設備的使用增加,在個人電腦、平板電腦、智慧型手機等消費產品上可以更容易欣賞高分辨率圖像和視頻。因此,需要在這些設備上處理的信息量急劇增加,設備中的信號速度越來越快。

但是,傳輸訊號的速度越高,在傳輸路徑中出現的導體損耗、介質損耗等傳輸損耗就越大,使得訊號的傳輸更加困難。因此,根據傳輸標準,有稱為損耗預算的內部損耗值的參考規格 。
例如,在USB4(*1)規範Ver. 1.0 [Thunderbolt 4(*2)]的情況下,這是一個20Gbps (10GHz)/Lane高速傳輸,設備A、線纜和設備B的損失預算指定為-7.5 dB,如下圖所示

* 1: USB4是USB-IF標準組織定義的標準名稱。
* 2: Thunderbolt 4是Intel公司開發的高速數據傳輸技術
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簡化USB4外接圖像(實際情況或有不同) 

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USB4典型內部連接方式(20Gbps (10GHz) / Lane)


如果能夠在-7.5 dB的損失預算範圍內在PCB板上長距離傳輸高速信號,設計者在設計他們的PCB板時就會有更大的靈活性。 (1) USB4等高速信號在傳輸距離達到一定的情況下,可以使用低傳輸損耗基板進行傳輸。但是,傳輸距離越長,傳輸路徑中的損耗就越大,在損耗預算範圍內傳輸信號就越困難。因此,如果傳輸路徑較長,就需要採取措施抑制傳輸路徑中產生的損耗。

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雖然可以通過使用超低傳輸損耗基板來延長傳輸距離,但這可能導致產品大規模生產的成本顯著增加。在抑制損失的同時延長所需傳輸距離的其他措施可能是:(2)使用適用於高速傳輸的跳線傳輸路徑,或(3)使用Retimer IC來校正衰減的訊號波形並再現原始波形。

在本節中,我們對(1)低傳輸損耗基板和(2)極細同軸線跳線進行了傳輸損耗比較測試。

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極細同軸線束跳線與低傳輸損耗基板連接的傳輸對比測試結果 


  1. 傳輸損耗的比較
    CABLINE®-VS II 極細同軸線束跳線 < 低傳輸損耗基板
  2. 傳輸距離(USB4 (Thunderbolt 4)規範(20Gbps (10GHz) / Lane)
    CABLINE®-VS II 極細同軸線束裝跳線 > 低傳輸損耗基板
    1.    採用極細同軸線束跳線傳輸:2英寸,4英寸,8英寸,10英寸 
    2.    採用低損耗基板傳輸:2英寸、4英寸
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根據上述實測結果計算出每個傳輸路徑損耗為-7.5 dB的最大傳輸長度(供參考)  
在任何傳輸速度下,CABLINE®-VS II極細同軸線束跳線傳輸距離約為使用低傳輸損耗板傳輸距離的2至3倍。

 

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總結

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高速傳輸用I-PEX極細同軸連接器


I-PEX提供了許多具有EMC屏蔽和機械鎖扣功能的極細同軸連接器系列,適用於USB4 [20 Gbps (10 GHz)/Lane]的跳線連接

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測試條件


低損耗基板* 

  1. 介電常數:3.7  
    (*一般FR-4板的介電常數約為4.7 ~ 5.0) 
  2. 極細同軸線束規格:Article-image_6_MCXvsPCB_TC.PNG

     

  • 傳動方式:差動傳動 
  • 測試設備:Network analyzer Keysight technologies E5071C
  • 測量頻率:20MHz~20GHz
  • 被測位置:1,2,3,4 (G,S,S,G)  

樣本圖像

製作不同長度(2、4、8和10英寸)的低傳輸損耗基板和CABLINE®-VS II極細同軸線束跳線,並比較插入損耗。

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樣本照片

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