Führen Sie die USB 3.0-Verbindung durch den D-SUB-Anschluss

Ich nehme an, dies liegt an einer unzureichenden Abschirmung, um eine USB 3.0-Verbindung herzustellen?

Es ist wahrscheinlicher, dass Sie einfach einen so erheblichen Impedanzbruch einführen, indem Sie die Leiterpaare der Superspeed-Leiter trennen, dass die Kommunikation nicht ordnungsgemäß stattfinden kann.

Was ist die wahrscheinlichste Ursache für diesen Fehler und wie kann er in Zukunft möglichst vermieden werden?

Wie gesagt, man kann die Leiter von USB3 nicht einfach beliebig trennen: Das Signal wird als elektromagnetisches Feld zwischen den Leitern übertragen; Da die Signalfrequenzen von USB3 fest im Mikrowellenbereich liegen, bedeutet Ihre Aufteilung des Leiterpaars im Wesentlichen, dass Sie den Energietransport unterbrechen.

Wahrscheinlich werden Sie diese Situation mit Ihren aktuellen D-SUB-Anschlüssen überhaupt nicht lösen können. Sie müssen diese Anschlüsse durch solche ersetzen, die mindestens ungefähr die Nennimpedanz von 90 Ω von USB3-SS-Anschlusspaaren beibehalten. Dies lässt sich wahrscheinlich am einfachsten über die USB3-Anschlüsse selbst erreichen.

Das Problem mit dem DB-9-Anschluss besteht darin, dass er nicht „impedanzgesteuert“ ist und keine Abschirmung zwischen Signalpaaren hat (Sie müssen Differenzpaare durch den Anschluss verwenden und sie von anderen Diff-Paaren abschirmen). USB 3.0 arbeitet mit einer Signalrate von 2,5 GHz, und "3 cm loser Draht" ist ein Kill dafür. Impedanzfehlanpassung erzeugt eine Vielzahl von Signalreflexionen (was sogenannte „Intersymbol-Interferenzen“ verursacht), und erhebliches Übersprechen zwischen Rx- und Tx-Paaren zerstört die Signalkohärenz und verursacht massive Verbindungsabfälle. USB 3.x-Spezifikationen haben sehr strenge Anforderungen an Impedanz und Nebensprechen am nahen und fernen Ende über das Kabel.

Um eine USB 3.x-Verbindung mit Ihrer internen Kamera zu haben, müssen Sie entweder intensiv nach USB-Anschlüssen in Vakuumqualität suchen (falls vorhanden, möglicherweise) oder eine 50-Ω-Koaxial-Multipin-Durchführung in HF-Qualität verwenden Steckverbinder, weltraumtauglich. Es gibt twinaxiale Sub-D-Anschlüsse, Sie benötigen mindestens zwei twinaxiale Kanäle, ähnlich wie dieser:

Sie können auch Anschlüsse verwenden, die für Ethernet-Konnektivität verwendet werden, wenn Sie sie in einer vakuumtauglichen Version finden können, etwa so

Im schlimmsten Fall können Sie vier SMA-Durchführungsanschlüsse verwenden und einen USB-zu-SMA-Adapter herstellen, ähnlich dem, was USB-IF beim Verbindungstest und der Kabelzertifizierung verwendet, etwa so:

Einige Quellen für vakuumtaugliche Durchführungslösungen sind Pave Technology , MDC Vacuum Products und wahrscheinlich viele andere.

Auf jeden Fall sehe ich keine Chance, einen zuverlässigen USB-SuperSpeed-Kanal mit DB-9-Anschlüssen zu haben, und Sie werden eine ernsthafte Überarbeitung Ihrer Kammer benötigen.

Hier gibt es zwei Probleme:

1) Ein USB-Kabel ist Hot-Swap-fähig, was bedeutet, dass die Stromversorgungsstifte zuerst belegt werden (sie sind länger als die Datenstifte). Ein D-Sub-Anschluss ist nicht für Hot-Plugging ausgelegt, die Stifte sind alle gleich lang und einige greifen zuerst ein, je nachdem, in welchem ​​Winkel der D-Sub eingesteckt wird, und möglicherweise Probleme verursachen

2) Die Impedanz der differentiellen Leitungen (wie zuvor erwähnt) muss 90 Ω betragen, da sonst die schnellen differentiellen Signale reflektiert und gedämpft werden, wenn sie nicht richtig angepasst sind. Der Stecker muss außerdem impedanzgesteuert sein, um schnelle Signale durchzulassen.

Die USB 3.0-Spezifikation verwendet Niederfrequenzsignale (10–50 MHz), um eine Verbindung mit der anderen Seite herzustellen. SFP+-Transceiver decken diesen Bereich normalerweise nicht ab, zumindest nicht in ihren Datenblättern (es sind eher 300-2500 MHz oder so). Daher kann dieses lebenswichtige Signal die andere Seite möglicherweise nicht richtig erreichen, und daher kann der Verbindungsaufbau fehlschlagen. Quelle: http://billauer.co.il/blog/2015/12/usb-superspeed-parallel/

Das Problem mit Ihrem D-Sub ist, dass es wahrscheinlich eine Kapazität / Induktivität ähnlich der unten gezeigten hat und nicht schnell genug ist, um die schnelle 2,5-GHz-Signalisierung von USB 3.0 zu passieren

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

Was können Sie dagegen tun?

Wenn Sie USB 3.0 nicht benötigen, können Sie versuchen, nur die Leitungen GND, Vcc, D+ und D- zu verwenden. Wenn das Hot-Plugging des D-Sub vermieden werden kann, ist dies möglicherweise das Beste (stecken Sie den Stecker ein, der zum Hub führt).

Sie stellen auch UHV-kompatible USB 3.0-Anschlussdurchführungen her, wenn Sie ein weiteres Loch in Ihre Platte bohren oder einen anderen Weg finden möchten, es einzuleiten.

Hier nur, um andere zu warnen und zu sagen, dass das Ausprobieren des USB3.0-Vakuumflansches nicht das Ende der Geschichte sein kann.

Ich habe sie alle ausprobiert: Kurt Lesker, MDCprecision, VACOM. Alle erfüllen nicht die 3.0-Anforderungen. Ich habe mehrere Tests mit demselben Kabel und anderen Adaptern durchgeführt. Alle diese Flansche sind defekt. Es scheint, dass es ein Problem im Produktionsprozess gibt und einige parasitäre Induktivitäten und Kapazitäten verhindern, dass die Durchführung bei 3.0 funktioniert, aber sie reduzieren sie auf USB 2.0 (dies wurde mir von VACOM mitgeteilt).

Eine mögliche Lösung ist der Kauf des USB-zu-SMA- Konverters .