tomy909 发表于 2012-10-20 01:04

[原创作品]彻底解决网线做USB延长线供电不足的问题

本帖最后由 tomy909 于 2012-10-20 22:02 编辑

先讲清楚一些原理,不想看的直接看图片,老鸟勿视:lolUSB 设备如果能正常工作的条件有两个,一个USB设备能够与主机正常通讯,另外一个就是供电必须正常正常情况下,USB设备的供电电压是主机供电5v,对于网卡来说,这个5v供电经过内部稳压电路产生3.3v的供给CPU(就是说的那个8187,瑞银的3887芯片),存储器,还有一些是产生的1.8v的电路,5v供给功放部分(6649),射频放大部分。USB设备通讯不正常,常见的弱信号的,就是主机会频繁弹出,插入USB设备,严重的是主机无法识别,出现未知USB设备的错误,要知道,曾经测过USB的数据信号正常幅度是0.6vpp,通过那么长的线缆,受干扰或者损失,信号电压下降的差不多了,现在的技术条件,只有设法放大这些弱信号,整形这些信号,就出现了现在的USB信号放大器。电源不正常,主机就无法收到USB发出的信号,同样USB设备也无法正确收到主机的信号,技术上就是握手信号中断,出现跟上面信号弱的同样的错误

要实现加延长线后,USB设备还能被主机识别,并且正常工作,上面两个都是很重要的,为什么我们用很短的线就会正常连接呢?可不可以做个设想,把USB设备尽量靠近主机,这样不就行了啊在连接线很长时,信号的损失增大,抗干扰能力减小,这个很容易做到,在线路的尽头(靠近USB设备的那端),用一个信号放大器不就实现了啊,对于抗干扰,那就要用好的带屏蔽的超5,6的网线双绞线了。电源的供应稍微难了点,有的同学说把5v的电源直接加到USB设备端,这是容易做到的事,但是这是你就要考虑你的线缆的质量问题了,测量了一款网线40米,单根线的电阻是28欧姆,算下0.7欧姆/米,如果是10米的话,就是7欧姆了,要知道电源是两条的,合起来就是14欧姆,正常网卡的测量过瑞银的和8178+6649的工作电流都是350ma-500ma,按最小工作电流来算线缆的压降就是4.9v,电源出来的电压全部消耗在这段线上了。就是用3113的接法,线缆的回路电阻就是4.66欧姆,压降为1.63v,总电压5-1.6=3.4v,显然此电压对于功放部分还是够用,但是对于那个稳压3.3v的电源部分来说,已经太低了。

没有其他的网线测量,我拿电信装机时剩下的里面有两对双绞线的来用,测量每条30米,3欧姆,算起来十米就是1欧姆,两条回路电阻是2欧姆,回路压降是0.7v,输出端电压就是5-0.7=4.3v,对于设备来说已经够用了,如果此时用22的接法,回路电阻降到1欧姆,压降0.35v,输出电压5-0.35v=4.65v,这个就是算作比较正常了如果超六类和超5能达到这个10米,1欧姆的的话,按照3113的接法,输出电压就会是4.77v,即使供电电流是1000毫安的话,输出电压也有4.33v

市场上买来的那种两边镀金插头的USB线测试结果,同样接瑞银和8187,都是从板上电容端测量的供电电压,1米的线端输出电压为4.7v,5米的线端电压是4.3v,但是这样算起来,1米的线回路电阻就是1欧姆,5米的线回路电阻是2欧姆,,同样的情况下,5米的线要优于1米的,这也说明商家的“精心制作”,给你刚好够用,哈哈。。。坛子上买的某家的十米带放大的USB线,真的坑爹,接上瑞银,8187,老是不停的弹出,接入,测量供电电压竟然在3.5v下,网卡根本不能工作,所有下面的测试就是用的这条十米线(来自电脑的供电线去掉了),再加上30米的电话线作为供电的。

上面已经说过了,就是很高级的线都是有压降的,那么怎么办呢?我们知道电信的电话线那么长的距离拉到我们家里,如果那样的话,电压不是全降到线路上了,根本都到不了客户端啊。要知道,电信的电话线路是使用的恒电流控制的,它能提供恒定的10-20毫安的电流,把电话线拔掉,测量电压是48v-60v,拿起话筒,电压降到10v左右,提供电话机的正常工作电压。按照上面电信局机房是60v电压算,就算客户端电压为0的情况下,线路电流10毫安,那么它允许的最大线路阻抗就是6000欧姆,电信的线缆10米/欧姆,另外是双线的回路,那就是说最大线路长是30公里,想一想,电信局到你家里有那么远吗?基于上面的做法,我们就是要实现恒流的控制,这个就简单了,我们在靠近网卡的地方供应5v稳定的电压就行了,板子的工作电流在这一电压下工作肯定是恒流的。

做法很简单,用一稳压5v的稳压管就行了,是不是7805就行了?但是你要知道这个稳压管的稳定工作电压是在输入端最少7v的情况下才能实现的,低于7v的情况下,电压也是会低于5v的,而我推荐的是L4941BV,是低压差稳压管,此稳压管只要输入端电压大于5.3v,就能正常工作(标准输出1000毫安的电流),你只要设定到稳压管输入之前的电压在5.3v之上,标准的状态下(只接一个耗电350毫安的),输入电压在9v以下,即使不加散热器,也可以稳定工作,当然为了稳定起见,加一个最好。我做的是供电电压12v,瑞银网卡,中间是通过30米的电话线供电的(为了测量长线的效果),测量经过这么长的线路,稳压管之前的电压输入是10v,输出当然是很标准的5.05v, 通电,插拔USB,跟正常连线一样使用,没有出现任何不能连接的现象,通电使用,连接网络正常,也能在虚拟机里面正常用

上面这个图,就是把来自电脑的5v(红色线)去掉,把改的输出的5v接到板上的,为了方便,直接接到瓷片电容的两端了
接好后,用表量下,负极与地(铁壳)通,正极与原来烧下来的红色线的接点通,再测量正负极没有短路,就行了






上面是我测试在使用30米线,回路电阻6欧姆的情况下的供电情况,如果你认为你的网线质量很好,已经低于这个3欧姆/10米这个标准了,并且不是很大功率的卡(u20那种没有,没办法测试),那么你大可以把输入的供电电压降低到9v,甚至8v,都行的,节省电力吗?实测整个供电功率是4.2瓦,无用的消耗就是2.2瓦。已经连续使用数天,没有出现掉线的情况。并且网速跟正常用网线连接的是一样的,有图为证。

此下说下,怎么测试网络供电的稳定性的实验?我一般是使用360里面的360宽带测速器测试的,测试时把qq挂上,当测试时如果供电不正常的话,qq就会掉线了。把买来的5米usb线接上我那个十米的带放大器的,刚开始使用,一切正常,但就是如果用这个方法测试网速的话,就会频繁的断线,测量网卡上的供电,在3.4v-4.3v直接变化的,要知道这种测试是占用大量带宽的,卡本身的电流加大了,电压太低了,就断线。


就上面来看,看到以前的同学说是在网卡上加一个大容量的电容,说是能提高供电能力,但是这只是站时的,要知道你的卡正处在不稳定供应电流的状态,根本原因没有解决还是没有用。还有的要说,你这么做还不如直接拉个220v的市电到网卡旁边,或者直接拉粗的电缆线啊那样的话,你看安全吗?方便吗?毕竟我们是针对网线做的USB线的啊


我自己拿一个输出8v交流的变压器,通过一个整流园桥再加一个1000UF/25V的电容,输出12v直流,加到这个30米长的电话线上,电话线的另外一头就是上面那个图上的。
也可以自己买成品的就是上面那种,淘宝上都是有的
这里再劝告大家,一切都是DIY,如果真的连电源的正负极都分不清的,还想搞的话,就找个修电器的师傅帮下吧!
毕竟自己的网卡坏了,事小,再把电脑也搞坏了,那就大事了:lol

2322029 发表于 2012-10-20 01:12

貌似没有图啊,

SmallB2008 发表于 2012-10-20 01:15

顶个~~~~~~~~~~~~~~

k7会员 发表于 2012-10-20 01:26

:lol:lol:lol:lol:lol

/hx骑着小猪看你 发表于 2012-10-20 01:48

准备改线,先顶一下。

tb9920091 发表于 2012-10-20 04:52

学习学习!!!!

蚕丝烛泪 发表于 2012-10-20 05:42

楼主单独弄一根线做供电,再加上usb数据线,两根线,是不是不方便,我想能不能把usb延长线的公头正负电源线单独引出,直接接电脑电源的12v,母头就按你这样弄就行了

坚毅的独行者 发表于 2012-10-20 06:34

分析的很到位,线路数据很真实,看来是专业人士啊
按着LZ说的事实可以自己做下啊
顶LZ, 顶专业而且详细的帖子
祝帖子红红火火

变态狂 发表于 2012-10-20 06:54

有图:victory::victory:...

谢有勇 发表于 2012-10-20 07:18

有图有真相“

xhhzh 发表于 2012-10-20 07:25

学习一下:lol

sfjnjau 发表于 2012-10-20 07:33

至此一下……
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