Dongguan Fenfei Electronic Co., Ltd.

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USB SuperSpeed 3.0/3.2 USB3.0信号定義

2026 04/28

USB速度モードが「SuperSpeed」と呼ばれるUSB 3.0は、ユニバーサルシリアルバス(USB)標準の3番目の主要な改訂です。その主な技術仕様には、全二重通信のサポート、データパケット送信のための送信リストの使用、900MAの電力供給基準、5 Gbps(1秒あたりのギガビット)の伝達速度が含まれます。 USB 3.0は、USB 2.0およびUSB 1.1バージョンと互換性があるように設計されており、さまざまなデバイスのさまざまな電力管理スキームを可能にする階層化されたマルチレベルの電力管理技術を採用しています。
USB 3.0は、新しいパケットルーティング送信テクノロジーを利用しています。そのケーブルは、8つの内部導体で設計されています。 VBUSとGNDが送電線として機能することに加えて、残りの3ペアはすべてデータ送信ラインです。これらのうち、D+およびD-ラインはUSB 2.0の互換性のために保持され、新しいSSRX(SuperSpeed受信)およびSSTX(SuperSpeed送信)ラインは、新しい標準専用に追加されます。その結果、USB 3.0は、USB 2.0と比較していくつかの追加の連絡先を備えています。 USB 3.0 Standard-Aコネクタは、以前のバージョンと同じ物理次元を維持しています。プラグには青色の色があります(USB 2.0 Standard-Aプラグは通常黒です)が、内部接点は変更されます。新しい連絡先は、既存の4つの連絡先に隣接する後ろに配置されています。スペクトルクロッキング(SSC)テクノロジーが導入され、電磁干渉(EMI)排出量が削減されます。
Intelが公開している拡張可能なホストコントローラーインターフェイス(XHCI)仕様は、USB 3.0インターフェイスをサポートし、USB 2.0インターフェイスと逆方向に互換性があります。 Windows 8およびその後のWindowsオペレーティングシステムには、ネイティブUSB 3.0サポートが含まれています。
USB 3.0の電磁干渉(EMI)改善
USBは、データ送信に差動シグナル伝達を使用します。 USB 2.0を例として、480 Mbpsを達成するために、差動信号は240 MHzで動作する必要があります。 USB 3.0では、5 Gbps転送速度を達成するために2.5 GHzの差動信号周波数が必要です。この高い動作周波数によって生成されたEMIを緩和するために、USB 3.0にはスプレッドスペクトルクロッキング(SSC)が組み込まれています。この手法は、元々2.5 GHzで濃縮されたエネルギーを、2.5 GHzを中心とする絶対値分布を持つ正弦波に広がり、それによりその周波数でのピークエネルギー密度が低下します。その結果、次の重要なエネルギー濃度ポイントは、7.5 GHzの3番目の高調波になります(そのため、USB 3.0ケーブル仕様には7.5 GHzを対象とする要件が含まれます)。
ただし、2.5 GHzの動作周波数は、ISMバンド(産業、科学、医療バンド)、特にWi-FiとBluetoothが使用する2.412〜2.462 GHz範囲に非常に近いです。スプレッドスペクトルクロッキングの効果と組み合わせて、元々単一の2.5 GHz信号エネルギーをDCから数GHzまで帯域幅に広げ、USB 3.0操作により、EMIシグナルがISMバンドの信号を重複させて干渉する可能性があります。この干渉は簡単に除外できません。その結果、同じ回路基板では、USB 3.0がBluetoothまたは2.4 GHz Band(Wi-Fi)デバイスの近くで確実に動作できないことがよくあります。 USB実装者フォーラム(USB-IF)は、主に、ラジエートされた排出を最小限に抑えるために、USBポートとケーブルから外部デバイス自体まで、パス全体を通して接地を含む堅牢な電磁シールドを実装することをメーカーに要求することにより、この問題に対処します。実用的なテストにより、USB 3.0デバイスがBluetoothまたは2.4 GHz Wi-Fiデバイスの近くにある場合、ドロップアウト、接続の中断、および大幅に低下したパフォーマンスなどの問題が発生することが確認されています。 USB 3.0接続ポイントで適切なシールドを実装するか、拡張ケーブルを使用してUSB 3.0デバイスからBluetooth/2.4 GHz Wi-Fiデバイスを物理的に分離するため、共存を明らかに改善し、干渉の問題を軽減します。
ISMバンドでのこれらのUSB 3.0のEMIの問題は、一部のスマートフォンがサポートしているものの(例、Samsung Galaxy Note 3)ですが、多くのモバイルデバイス(スマートフォンなど)がUSB 3.0速度のサポートを省略するように間接的に導いています。
usb 3.0 to usb 2.0