Menarik ! Inilah Yang Perlu Kamu Ketahui Mengenai USB SWITCH

3 Hal yang Perlu Anda Ketahui Tentang USB SWITCH

Jika Anda mendesain dengan USB 2.0 atau 3.0, Anda perlu mengetahui 3 hal ini tentang pensinyalan USB di sistem Anda. Anda mungkin sedang merencanakan koneksi USB untuk sistem tersemat Anda sekarang atau di masa mendatang. Itu karena USB digunakan di mana-mana! Sulit untuk memprediksi berapa banyak USB 2.0 (80 Mbps) atau saluran USB 3.0 (5 Gbps) ada di dunia, karena USB (hampir) sama umum dengan LED. Tetapi melihat beberapa perangkat ultra-mobile yang dilengkapi dengan USB memberi Anda gambaran tentang betapa populernya USB: 317 juta komputer, 321 juta tablet, dan 2 miliar ponsel dan setiap MacBook ultra-tipis Apple yang baru-baru ini diumumkan memiliki fitur Kecepatan Super yang Ditingkatkan terbaru dan sangat fleksibel front-end. Jadi tolong dengarkan. Saya akan memberi tahu Anda tiga hal yang perlu Anda ketahui tentang USB SWITCH - MUX digital dan persilangan yang meneruskan sinyal USB sebagai bagian dari sebagian besar desain tersemat. Kami akan tetap menggunakan USB 2.0 dan 3.0 karena mereka merupakan mayoritas pasar.

1. Kecepatan USB, Antarmuka, dan Switch USB SWITCH

Pada dasarnya adalah MUX/De-MUX yang mentransfer sinyal USB secara dua arah antara beberapa port dan sesuai dengan spesifikasi USB IF. Konfigurasi switch yang paling umum adalah 2:1, meskipun konfigurasi lain dimungkinkan, seperti PI2USB Pericom Semiconductor 122:1. Sementara USB 1.1 dan 2.0 relatif lambat, USB 3.0 memiliki frekuensi 5 GHz. USB 2.0 memiliki empat pin dan USB memiliki sembilan pin. Konektor A standar USB besar standar adalah kepala yang dimasukkan ke hub USB yang terlihat sama untuk USB 2.0 dan 3.0, tetapi ditandai "SS" (Kecepatan Super) untuk 3.0 dan kompatibel dengan port USB 2.0. Empat pin USB 2.0 yang kompatibel mundur diintegrasikan ke dalam konektor standar A tujuh pin 3.0 yang diperbarui dengan cerdas. Switch yang digunakan untuk USB 3.0 kompatibel dengan sinyal USB 2.0, tetapi tidak sebaliknya. Anda tidak menanyakan satu catatan kaki pun. Kami akan membatasi diskusi kami pada switch pensinyalan daripada switch protokol. Yang pertama sebagian besar menyangkut lapisan listrik fisik (PHY) dari model OSI. Ada juga switch protokol - dan sponsor kami Pericom Semiconductor membuatnya banyak - tetapi mereka dapat menangani lapisan tumpukan tambahan dan dapat terhubung ke sesuatu selain USB. misalnya, mereka juga dapat menggantikan PCI Express dan USB. Mari sederhanakan untuk saat ini dengan pengantar singkat ini.

2. Parameter saklar kunci

Switch USB didasarkan pada transistor NMOS, yang cocok untuk hot-swapping/plugging dan peralihan cepat. Penambahan pompa muatan memperluas tegangan output bus-ke-rel dan memungkinkan rentang operasi Vdd yang lebih besar sambil mempertahankan penarikan arus yang masuk akal ~250 μA. Selain output fanout dari sakelar, mereka dicirikan oleh beberapa parameter dasar. Maksimalkan Bandwidth 3dB: Praktik umum industri adalah mengukur frekuensi maksimum sinyal saluran pada titik kehilangan 3dB. Ini sepele untuk USB 2.0 di 80 Mbps, tetapi signifikan untuk 5 Gbps USB 3.0. Target yang baik untuk USB SWITCH 3.0 adalah >2,5 Gbps. Vendor seperti Pericom Semiconductor membanggakan hingga 10,6 GHz untuk switch terbaik mereka.

Kerugian penyisipan terendah: Sangat diharapkan untuk meminimalkan kehilangan daya yang disebabkan oleh switch pada frekuensi pengoperasian. Pelemahan yang lebih besar dari ~-0,8 dB akan menurunkan puncak sinyal dan memperlambat waktu naik/turun; semua sinyal ini menurunkan dan dapat mengakibatkan pelanggaran spesifikasi USB 3.0. Kerugian Pengembalian Minimum: ukuran perbedaan antara sinyal dan impedansi sakelar, yang tujuan desainnya adalah untuk memaksimalkan transfer daya. Alternatifnya, itu adalah rasio daya switch ke daya pantulan (dB), di mana angka absolut yang lebih tinggi lebih baik. Dengan konvensi, nilai kebalikannya digunakan: daya pantul atas daya masuk (dB). Misalnya, switch POWER CIRCUITS TPS2513ADBVR TEXAS INSTRUMENTS Pericom memiliki return loss sebesar -23,3dB pada 2,5GHz. Crosstalk Minimum: Crosstalk menjelaskan efek sinyal satu sama lain melalui switch melalui kopling kapasitif, induktif, atau konduktif. Angka crosstalk yang lebih rendah lebih baik. switch Pericom biasanya menawarkan -33dB, tetapi bisa sebersih - 1dB pada 2,5GHz.

Perlawanan (Ron) dan Kerataan Ron: Ini sedikit lebih esoteris, di mana Ron adalah perlawanan di saklar tertutup - khususnya antara sumber dan tiriskan transistor (Gambar 1). Sebagai kerugian pengembalian, itu harus dijaga seminimal mungkin untuk transfer daya maksimum. Kerataan tanjakan hanya menggambarkan perbedaan antara resistansi maksimum dan minimum pada seluruh rentang sinyal. Mati: Terkait dengan crosstalk, mati menggambarkan kebisingan dari switch dalam keadaan "mati" yang terdeteksi oleh switch yang berdekatan dalam keadaan "aktif". Karena sinyal analog (di dunia nyata, sinyal digital adalah analog) menjadi lebih berisik pada frekuensi yang lebih tinggi, penting agar USB SWITCH 3.0 memiliki isolasi "mati" yang tinggi. Misalnya, PI2USB Pericom 122:1 switch sinyal memiliki pemisahan "mati" -23 dB pada 3 GHz.

Bit-ke-saluran dan saluran-ke-saluran: adalah pengukuran seberapa rendah-ke-tinggi dan transisi sinyal tinggi-ke-rendah untuk setiap bit bervariasi dari waktu ke waktu dan antara saluran dalam switch multi-saluran. Tujuannya adalah bentuk gelombang naik/turun simetris yang menurut Pericom tidak memakan anggaran waktu "lubang mata" integritas sinyal. Perlindungan dan lonjakan ESD: ESD dan ketahanan lonjakan sangat penting untuk USB karena kabel terpapar ke konsumen. 2kV Model Tubuh Manusia (HBM) adalah minimum ESD; 2x atau x nilai yang lebih baik (hingga 8kV) memberikan perlindungan yang lebih baik. Desainer dapat meningkatkan nilai-nilai ini dengan menggunakan slip eksternal, tetapi ini meningkatkan biaya dan real estat.

Overvoltage Protection menggambarkan kemampuan untuk menyingkat sinyal USB ke Vcc tanpa menyebabkan kerusakan lokal dan mengirim arus pendek ke perangkat hilir. Tegangan berlebih penting karena kabel tingkat konsumen dan siklus pasang/lepas yang berulang akan membuat konektor dan/atau kabel aus dan menyebabkan korsleting. Ini khususnya bermasalah untuk kabel murah yang kurang tegangan pada titik tegangan tinggi.

3. Contoh Aplikasi

Banyak CPU, MCU, dan periferal hanya menyertakan satu saluran USB 2.0 atau 3.0. switch itu seperti adaptor Y yang mengubah satu port USB 2.0 atau 3.0 menjadi dua, empat atau lebih, tetap terjaga dengan baik.

sumber : https://elektrindo.co.id/power-circuits/tps2513adbvr-texas-instruments/