|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENCYCLOPEDIA VỀ ĐIỆN TỬ TRUYỀN THANH VÀ KỸ THUẬT ĐIỆN Cách chọn hoặc tạo bộ chia cổng USB. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện
Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Máy tính Ngày nay, USB được sử dụng phổ biến nhất để kết nối các thiết bị ngoại vi với máy tính. Nhưng sớm hay muộn, người dùng sẽ phát hiện ra rằng tất cả các cổng USB có sẵn trên máy tính của mình đều bị chuột, bàn phím, máy ảnh WEB và các thiết bị khác chiếm dụng và không có nơi nào để kết nối máy in, bộ chỉnh TV, máy hiện sóng USB hay bất kỳ thứ gì khác. . Vậy làm thế nào để bạn kết nối 127 thiết bị được hứa hẹn bởi thông số kỹ thuật USB với máy tính của bạn? Để có thể kết nối nhiều thiết bị với một cổng USB của máy tính, người ta sử dụng các hub (hub tiếng Anh - một hub bánh xe mà tất cả các nan hoa của nó được lắp vào), còn được gọi là hub. Hub có một cổng USB "ngược dòng" (ngược dòng) được kết nối với máy tính và một số cổng USB "hạ lưu" (hạ lưu), mà các thiết bị ngoại vi được kết nối. Thông số kỹ thuật USB cho phép tối đa năm trung tâm được nối chuỗi. Trong các cửa hàng bán thiết bị ngoại vi máy tính, phạm vi của các bộ chia USB khá lớn - phù hợp với mọi sở thích, màu sắc và túi tiền. Có vẻ như chọn bất kỳ, thiết kế hấp dẫn nhất với số lượng cổng phù hợp và ở mức giá thấp nhất. Rốt cuộc, một người dùng thiếu kinh nghiệm thường tưởng tượng một trung tâm giống như một thiết bị để kết nối hai TV với một ăng-ten - bên trong một cặp điện trở hoặc một máy biến áp thu nhỏ. Tuy nhiên, trong trường hợp này, mọi thứ phức tạp hơn nhiều. Tôi đã bị thuyết phục về điều này khi mua hai bộ chia USB, một bộ dành cho giao diện kỹ thuật số với bộ thu phát, bộ thứ hai để kết nối ổ cứng ngoài với PC cố định. Trung tâm đầu tiên cho bốn cổng có logo "DNS" đã được mua tại một cửa hàng thông thường, trung tâm thứ hai - từ một nhà sản xuất không xác định cho bảy cổng - được đặt hàng từ một cửa hàng trực tuyến nước ngoài. Các thử nghiệm trong điều kiện phòng thí nghiệm đã chỉ ra rằng cả hai trung tâm đều hoạt động mà không gặp sự cố với chuột, bàn phím, bộ chuyển đổi USB-COM và card âm thanh được trang bị giao diện USB. Tuy nhiên, chỉ có trung tâm DNS hoạt động với ổ cứng ngoài và ổ đĩa flash. Khi kết nối các thiết bị đó thông qua một trung tâm không tên, máy tính sẽ hiển thị thông báo "Không phát hiện thấy thiết bị USB". Các thử nghiệm bổ sung với giao diện kỹ thuật số của bộ thu phát cho thấy rằng trung tâm DNS hoạt động mà không gặp vấn đề gì ở đây, nhưng việc sử dụng một trung tâm không tên khiến máy tính bị "đơ" mỗi khi bật bộ phát. Với kết nối trực tiếp của bộ điều hợp USB-COM và card âm thanh ngoài với máy tính mà không cần trung tâm, mọi thứ đều hoạt động trơn tru. Tình huống này khiến tôi tò mò. Tôi quyết định tìm hiểu xem hai trung tâm này khác nhau như thế nào. Tại sao một cái thực hiện đầy đủ các chức năng của nó, còn cái thứ hai, về nguyên tắc, hoạt động, nhưng không phải lúc nào và không phải với tất cả các thiết bị? Hãy tưởng tượng sự ngạc nhiên của tôi khi sau khi mở hộp, hóa ra cả hai trung tâm đều được lắp ráp trên cùng một cơ sở phần tử và theo chính xác các sơ đồ giống nhau! Chỉ trong bảy cổng một, hai chip điều khiển trung tâm USB giống hệt nhau được cài đặt nối tiếp: một cổng ngược dòng của bộ điều khiển tương tự thứ hai được kết nối với một trong bốn cổng xuôi dòng của bộ điều khiển thứ nhất. Vô hiệu hóa bộ điều khiển thứ hai bằng cách cắt dây dẫn đã in không thay đổi được tình hình. Để hiểu lý do, tôi phải làm quen với những điều cơ bản của thiết bị và hoạt động của bus USB. Thông số kỹ thuật USB 1.0 đầu tiên được xuất bản vào đầu năm 1996 và vào mùa thu năm 1998, thông số kỹ thuật 1.1 xuất hiện, khắc phục các sự cố được tìm thấy trong ấn bản đầu tiên. Thông số kỹ thuật của USB 1.1 xác định hai chế độ truyền thông tin: tốc độ thấp (LS - tốc độ thấp), hoạt động ở tốc độ lên tới 1,5 Mb/giây và tốc độ tối đa (FS - Tốc độ tối đa) với tốc độ tối đa là 12 Mb/giây. Vào mùa xuân năm 2000, thông số kỹ thuật của USB 2.0 đã được xuất bản, cung cấp khả năng tăng gấp 40 lần băng thông của bus. Ngoài hai chế độ tốc độ đã có trước đó, chế độ thứ ba đã được giới thiệu - tốc độ cao HS (Tốc độ cao), có khả năng hoạt động ở tốc độ lên tới 480 Mbps. Vào năm 2008, một tiêu chuẩn mới đã xuất hiện - USB 3.0 (Siêu tốc độ), theo đó tốc độ truyền được tăng lên 5 Gb / s. Tuy nhiên, để đạt được tốc độ này, thiết kế của các đầu nối và cáp phải được thay đổi nghiêm trọng, trong khi không thể đạt được khả năng tương thích hoàn toàn với các phiên bản trước. Giao diện này rất hữu ích để giao tiếp với các ổ cứng tốc độ cao, nếu cần thường xuyên chuyển các tệp lớn. Nhưng đối với anh ấy, tất nhiên, là tương lai. Một điểm tinh tế được kết nối với logo "USB 2.0". Mặc dù thông lượng tối đa của giao diện này là 480 Mbps, thông số kỹ thuật cũng bao gồm khả năng hoạt động của nó ở chế độ LS và FS. Do đó, chỉ những thiết bị có khả năng hoạt động ở chế độ HS mới có thể cung cấp thông lượng 480 Mbps. Các nhà phát triển USB khuyên chỉ nên sử dụng logo "USB 2.0" cho các thiết bị HS, nhưng thị trường có luật riêng và nhiều nhà sản xuất sử dụng logo này cho các thiết bị FS, trên thực tế, chỉ đáp ứng các thông số kỹ thuật của USB 1.1. Nói cách khác, dòng chữ trên gói "USB 2.0" vẫn không nói lên điều gì. Các thiết bị tuân thủ đầy đủ thông số kỹ thuật này phải được dán nhãn "USB 2.0 HI-SPEED" với chỉ báo rõ ràng về khả năng 480 Mbps. Tín hiệu được truyền qua đường truyền thông với tốc độ 480 Mbps là một xung hình chữ nhật theo sau ở tần số lên tới 480 MHz. Bất kỳ người nào ít nhiều hiểu biết về kỹ thuật vô tuyến đều hiểu rằng để truyền các xung hình chữ nhật có tần số như vậy mà không bị biến dạng, cần phải tuân thủ nghiêm ngặt các yêu cầu về trở kháng sóng của các đường truyền giữa vi mạch và đầu nối và hằng số của nó dọc theo toàn bộ chiều dài của dòng khi phát triển một bảng mạch in. Trở kháng đặc trưng của đường tín hiệu vi sai hai dây trên bảng phải là 90 Ω ± 10%. Đường dây phải đối xứng và khoảng cách giữa nó với các dây dẫn in khác trên bảng ít nhất phải bằng năm lần khoảng cách giữa các dây dẫn. Dưới chúng, ở mặt sau của bảng, phải có một lớp giấy bạc liên tục trong suốt chiều dài - một màn hình (dây thông thường). Các phần của đường dây không đáp ứng các yêu cầu này (ví dụ: các điểm tiếp cận với chân vi mạch hoặc tiếp điểm đầu nối) phải có độ dài tối thiểu. Các lỗi điển hình trong việc truy tìm các đường giao tiếp như vậy được hiển thị trong Hình. 1, trong đó 1 - ngắt màn hình dưới dòng; 2 - nhánh từ dây dẫn; 3 - tính không song song của dây dẫn và sự thay đổi khoảng cách giữa chúng; 4 - dây dẫn bên ngoài bên cạnh đường dây.
Và, tất nhiên, bạn phải tuân thủ các yêu cầu thông thường đối với việc lắp đặt các mạch tần số cao. Tất cả các dây dẫn phải càng ngắn càng tốt và các tụ điện bỏ qua phải được đặt càng gần các chân tương ứng của vi mạch càng tốt. Khi nhìn vào ảnh chụp bảng mạch in của các hub đã mua, có thể thấy rằng trong DNS hub (Hình 2) ít nhiều đã đáp ứng được các yêu cầu này. Các nhà phát triển của trung tâm không tên (Hình 3) đã sử dụng bảng mạch in một mặt trong đó, do đó trở kháng sóng của các đường truyền thông rất khác so với 90 Ohm tiêu chuẩn và có độ nhạy cao đối với nhiễu điện từ.
Cả hai bộ chia đều sử dụng cùng chip điều khiển bộ chia USB FE1.1. Thật không may, trang web của nhà sản xuất jfd-ic.com của họ chỉ có sẵn bằng tiếng Trung Quốc. Một mạch khả thi để bật vi mạch này được hiển thị trong Hình. 4. Nó khác với tiêu chuẩn ở chỗ không có đèn LED chỉ báo cho các cổng đang hoạt động và chip bộ nhớ không bay hơi bổ sung. Bạn có thể tìm thêm chi tiết về các đặc điểm và tính năng của chip FE1.1s trong [1] (bằng tiếng Anh).
Để kiểm tra giả định rằng hiệu suất kém của trung tâm là do bỏ qua các yêu cầu của thông số kỹ thuật USB cho cấu trúc liên kết PCB, tôi đã phát triển phiên bản bo mạch của riêng mình. Bản vẽ các dây dẫn được in ở mặt trên có điều kiện của nó được hiển thị trong Hình. 5. Giấy bạc ở mặt dưới được bảo toàn hoàn toàn, ngoại trừ việc khoét lỗ cho dây dẫn của các bộ phận không kết nối với dây chung. Vị trí của các bộ phận trên cả hai mặt của bảng - trong hình. 6. Các vias (được hiển thị đầy) được lấp đầy bằng các đoạn dây thiếc, được hàn ở cả hai mặt của bảng.
Kích thước hình học của các đường tín hiệu để đạt được trở kháng sóng yêu cầu đã được tính toán bằng chương trình TX-LINE [2]. Nó miễn phí và có sẵn để tải xuống sau khi đăng ký trên trang web. Chương trình không yêu cầu cài đặt, làm việc với nó rất trực quan. Sau khi khởi chạy chương trình và chuyển đến tab của các đường dây microstrip được ghép nối (đường dây MS được ghép nối), bạn nên chọn vật liệu của dây dẫn đường dây - đồng (đồng), nhập hằng số điện môi của sợi thủy tinh bằng 5,5 và kích thước đường dây. Với độ dày sợi thủy tinh là 1 mm, chiều rộng của dây dẫn in là 0,7 mm, khoảng cách giữa chúng là 0,5 mm và độ dày của lá là 0,02 mm, chúng tôi thu được trở kháng sóng khoảng 500 ohms ở tần số 93 MHz. Tất cả các phần tử thụ động dùng để gắn trên bề mặt đều có kích thước 1206 hoặc 0805. Các tụ điện oxit C1, C3, C5, bộ cộng hưởng thạch anh ZQ1 và đầu nối nguồn bên ngoài XS5 được gắn ở mặt bên của lá kim loại, các phần tử còn lại ở mặt bên của tấm in chất dẫn điện. Nếu trung tâm sẽ chỉ được sử dụng như một trung tâm thụ động (tất cả các thiết bị được kết nối với nó sẽ được cung cấp bởi máy tính), thì đi-ốt VD1 có thể được thay thế bằng một nút nhảy. Khi kết nối các thiết bị tiêu thụ hơn 500 mA với trung tâm, nguồn điện từ máy tính sẽ không đủ. Trong trường hợp này, nên tháo jumper và không lắp đi-ốt VD1, kết nối nguồn điện áp ổn định 5 V của công suất cần thiết với đầu nối XS5. Để vận hành trung tâm ở cả chế độ thụ động và chủ động mà không cần hàn, một diode có hàng rào VD1 Schottky phải được lắp đặt trong đó. Nó sẽ ngăn điện áp của nguồn điện bên ngoài đi vào cổng USB của máy tính. Về nguyên tắc, để giảm độ dày của bảng, tất cả các bộ phận có thể được đặt ở phía bên của dây dẫn in, nhưng không mạ các lỗ, điều này làm phức tạp quá trình lắp đặt. Nếu cần, bạn có thể thay đổi kích thước của bo mạch và vị trí của các đầu nối usb bằng cách điều chỉnh một chút mẫu của dây dẫn in. Tôi đã bán chip FE1.1s từ trung tâm bảy cổng của mình, nhưng bạn cũng có thể mua riêng chip này trên Internet. Đây là một trong số ít bộ điều khiển trung tâm USB có sẵn trong gói SSOP-28 với bước chân 0,64mm. Một tấm ván cho trường hợp như vậy cũng có thể được tạo ra bằng cách truyền nhiệt mẫu lên giấy bạc. Kiểm tra trung tâm được sản xuất, tôi thấy rằng ảnh hưởng của bức xạ điện từ hoàn toàn biến mất, hai trong số bốn cổng của nó hoạt động hoàn hảo với ổ FLASH và ổ cứng USB, nhưng hai cổng còn lại chỉ hoạt động với chuột. Tôi đã phải hàn bộ điều khiển thứ hai từ trung tâm bảy cổng và thay thế nó bằng bộ điều khiển đầu tiên trên bảng tự chế. Bây giờ ba trong số bốn cổng có đầy đủ chức năng. Hơn nữa, cổng hoạt động mà không gặp sự cố với bộ điều khiển đầu tiên đã ngừng hoạt động ở chế độ HS. Tài liệu về chip FE1.1 nói rằng tất cả các bản sao của nó đều trải qua quá trình kiểm soát cuối cùng sau khi sản xuất. Rõ ràng, các bản sao bị lỗi không được gửi vào thùng rác mà đến các nhà sản xuất ẩn danh. Hoặc bộ điều khiển có một số phiên bản không có giấy tờ. Bằng cách này hay cách khác, tùy chọn có ba cổng USB 2.0 chính thức phù hợp với tôi. Tôi lưu ý bạn rằng hầu hết tất cả các trung tâm giá rẻ có đầu nối để kết nối nguồn điện bên ngoài đều không có bất kỳ sự tách rời nào giữa mạch nguồn bên ngoài và bên trong. Các tiếp điểm nguồn của tất cả các đầu nối được kết nối đơn giản với nhau. Do đó, có khả năng vô hiệu hóa cổng USB của máy tính bằng cách đặt điện áp vào cổng từ nguồn điện bên ngoài được kết nối với trung tâm. Nếu nguồn điện bên ngoài được cho là được kết nối với bộ chia đã mua, bạn cần mở hộp bộ chia và cắt dây dẫn đến từ chân 1 của đầu nối cổng ngược dòng (đầu nối được kết nối với máy tính). Để duy trì khả năng sử dụng trung tâm ở chế độ thụ động, một diode có thể được hàn ở vị trí này tương tự như VD1 trong sơ đồ trong Hình. 4. Nó phải có hàng rào Schottky (để giảm sụt áp) và có dòng điện thuận cho phép ít nhất là 1 A. Theo thông số kỹ thuật của USB 2.0, cáp kết nối phải được che chắn. Tuy nhiên, khi mua cáp, có thể khó xác định xem nó có màn hình hay không. Điều duy nhất có thể cho biết sự hiện diện của màn hình là dấu "USB 2.0 Tốc độ cao" trên cáp. Một dấu hiệu gián tiếp là các "chốt" ferit khử nhiễu ở các đầu của nó. Tuy nhiên, cả dấu hiệu và chốt đều không nói lên điều gì về chất lượng của màn hình. Trong một dây cáp tốt, nó phải là một lá kim loại quấn quanh dây nịt, trên đó đặt một "chiếc tất" bằng đồng bện. Thông thường, các nhà sản xuất giảm chi phí sản xuất bằng cách sử dụng một số dây thép mạ đồng thay vì màn hình chính thức. Chất lượng của màn hình có thể được đánh giá bằng cách đo điện trở giữa các vỏ kim loại của đầu nối ở cả hai đầu cáp. Nếu nó gần bằng 3, cáp có màn hình đồng chính thức. Nếu điện trở là 4 ... XNUMX ohms trở lên - có một màn hình, nhưng nó được làm bằng dây thép. Cáp này thường mỏng hơn, nhưng sử dụng nó trong môi trường EMI có thể khiến máy tính của bạn gặp trục trặc. Ví dụ: khi có một chiếc điện thoại di động bên cạnh dây cáp hoặc một bộ thu phát nghiệp dư đang hoạt động gần đó. Nếu điện trở giữa các vỏ đầu nối là vô hạn, thì cáp không được che chắn và không phù hợp để vận hành ở Tốc độ cao. Trong mọi trường hợp, thân của đầu nối không được kết nối với bất kỳ chân nào của nó. Không được phép tự hàn, nối, che chắn hoặc thay thế các đầu nối trong cáp. Tiêu chí lựa chọn đáng tin cậy nhất là lớp vỏ ngoài trong suốt của cáp, qua đó có thể nhìn thấy rõ dây bện che chắn chất lượng cao. Và nếu đồng thời có chốt ferit ở cả hai đầu, thì cáp như vậy có thể được phân loại là PRO một cách an toàn. Tóm tắt những gì đã nói, tôi sẽ đưa ra các tiêu chí chính để chọn bộ chia USB 2.0 để trao đổi thông tin tốc độ cao: - tốt hơn là mua một trung tâm trong một cửa hàng bán lẻ, quy định trước khả năng trả lại hoặc đổi nó lấy một mô hình khác;
Nếu không có mô hình trung tâm nào được bán phù hợp với bạn, hãy tự làm nó, như mô tả ở trên. Tệp PCB ở định dạng Sprint Layout 6.0: ftp://ftp.radio.ru/pub/2014/11/hub.zip Văn chương
Tác giả: N. Khlyupin
Khai trương đài quan sát thiên văn cao nhất thế giới
04.05.2024 Điều khiển vật thể bằng dòng không khí
04.05.2024 Chó thuần chủng ít bị bệnh hơn chó thuần chủng
03.05.2024
▪ Hệ thống phát hiện và vô hiệu hóa các tiểu hành tinh nguy hiểm cho Trái đất ▪ Máy tính bảng Eewrite Janus với E Ink và màn hình LCD ▪ Mô-đun Wi-Fi 6E dành cho máy tính dựa trên Ryzen ▪ Máy tính xách tay khái niệm LG ▪ Trình điều khiển LED ba màu NLSF595
▪ phần của trang web Radio - dành cho người mới bắt đầu. Lựa chọn bài viết ▪ bài Đức trên hết. biểu thức phổ biến ▪ bài viết Các hiệp sĩ là ai? đáp án chi tiết ▪ bài viết Cơ khí sửa chữa thiết bị. Mô tả công việc ▪ bài viết Anten tìm hướng UB5UG. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện
Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web
www.diagram.com.ua |
Xem các bài viết khác razdela 
Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:
Tất cả các ngôn ngữ của trang này