假如主机距离外围设备很近，最新版别的 USB 可供给高达 2.5 Gb/s 的速率。在长距离运用 USB 的运用中，规划人员有必要找到一些方法来抵消信号衰减，以坚持 USB 规则的数据速率。
尽管也能够选用均衡、加剧和直流增益技能，但经过 USB 转接驱动器，规划人员可取得更大的成功并缩短上市时刻。转接驱动器是集成器材，包含处理信号衰减所需的一切电子元件。
本文首要介绍转接驱动器的操作，然后引进一些示例器材并阐明其运用方法。
USB 能够拉长距离，但需求付出代价
USB 标准在制守时，会假定仅在相距几米内的器材之间进行衔接，例如计算机和外部硬盘驱动器之间的衔接。USB 3.0 标准规则电缆长度应约束在 3 米以内，以坚持信号完整性。但 USB 技能的成功之处正在于现在它可用于出于实践需求有必要运用更长电缆的运用。示例包含将服务器与装置在大型商铺中的显示器面板衔接。
惋惜的是，较长的电缆与高速 USB 版别常见的高频信号相结合，会带来信号完整性应战，例如通道插入损耗、串扰、码间搅扰 (ISI) 以及随之而来的吞吐量下降。
USB 体系规划人员能够选用多种技能来战胜信号衰减。例如，均衡和加剧可用于约束通道插入损耗和 ISI 的影响。进步 DC 增益有助于战胜串扰引起的损耗。
可是，规划信号调理电路会添加 USB 体系的复杂性，而且加大应战的严峻程度，因为 USB 技能运用独自的信号对进行发送和接纳，导致所需的电路加倍。USB 转接驱动器的出现为规划师带来了福音。
信号衰减的原因
高速 USB 需求战胜的信号衰减问题并非该技能所独有；一切高速通讯链路产品的规划人员都熟知此类问题。它们也不是长电缆 USB 装置所独有，但因为短电缆中的信号衰减较少，因而问题并不显着。
高速通讯体系中的信号衰减主要是因为插入损耗、串扰和 ISI 的一起效果。
插入损耗是由电缆引起的信号功率衰减的成果。损耗与电缆长度成正比。串扰是相邻信号载波的电容、电感或电导“耦合”，这下降了两者中信号的完整性。当一个符号（带着数据并依据载波频率重复的离散信号）搅扰前一个符号时，会产生 ISI，然后会添加噪声和失真。ISI 与载波频率（因为信号之间的时刻距离跟着频率升高减小）和电缆长度（因为信噪比 (SNR) 在较长的电缆中减小）成份额。噪声是信号中不带着有用信息的部分。
高速 USB 体系还将包含一定量的确定性和随机性颤动，能够理解为与信号标称周期性的小误差，这或许危害信号完整性。体系通讯频率越高，颤动的影响越大。
战胜信号衰减
高速通讯体系中不可避免地存在一些信号衰减，可是仅在 SNR 变得太差以至于发送的某些数据无法在接纳器处解码时，信号衰减才会成为一个问题。这会导致吞吐量受损，而且在极点情况下引发通讯毛病。
工程师现已开宣布四种技能来进步 SNR（或施行“信号调理”），以进步高速通讯体系的吞吐量：
加剧/去加剧扩大最或许受噪声影响的发射频率，然后在接纳器处对其去加剧，以重建原始信号。
均衡运用滤波来保证接纳信号与发送信号的频率特性相匹配，然后有用坚持整个电缆长度上平整的频率响应。
直流增益可补偿给定长度电缆的线性衰减。
输出摆幅操控可装备 USB 差分电压，以保证其契合 0.8 至 1.2 伏的标准要求。
优化特定装备的通讯需求进行很多测验，以确认一系列操作条件所需的均衡、加剧、DC 增益和输出摆幅操控的量。然后，可运用该信息在操作期间自适应更改每个参数，以坚持抱负信号。可是，对一切体系履行自适应信号调理，而非仅针对最要害的通讯体系，这并不实践。
无源信号调理，即单个设置满意一切操作条件，的确能够以低得多的本钱取得合理的成果。缺陷是它无法一直保证最佳条件。规划人员能够经过供给特定长度的电缆（其规划现已过运用测验）或指定最大电缆长度来保证顾客满意。
USB 主机（微处理器）到转接驱动器通道，以及转接驱动器到外围通道（经过衔接器和电缆）都需求进行信号调理。一般，每侧都需求不同的信号调理参数。
从头规划转接驱动器
USB 转接驱动器是一种对 USB 通道施行通明（不影响数据传输）信号调理的便利且相对低本钱的方法。比方 Diodes Incorporated 的 PI3EQX1001XUAEX（一种 10 Gb/s、1 通道 USB 3.1 线性转接驱动器）之类的产品，在端点设备接纳之前，将高速 USB 信号康复到原始状况（图 1）。
图 1：USB 转接驱动器（比方 Diodes Incorporated 的 PI3EQX1001XUAEX）是康复长电缆信号完整性的快捷方法。（图片来历：Diodes Incorporated）
因为转接驱动器答应各种装备参数，因而芯片能够装置在主机 USB 印刷电路板上，尽或许接近衔接器，或许装置在电缆的远端，接近外围设备或端点设备的衔接器（如图 1 所示）。可是，大多数运用在电缆的主机 USB 端运用转接驱动器。
电路板印制线的规划应契合高速信号规划的最佳实践辅导原则。例如，印制线应是匹配、阻抗受控的差分对。布线应避免运用过孔和急转弯（坚持在 135°或更大视点），而且印制线应以安定的地平面为基准，不得有堵截和分叉，以避免阻抗不接连（图 2）。
图 2：将 USB 主机衔接到转接驱动器和衔接器的印制线应选用高速信号规划最佳实践。例如，转弯应约束在 1350 以约束搅扰。（图片来历：Texas Instruments）
组装了印刷电路板和组件之后，开发人员就能够装备信号调理参数以满意特定通道的特定特性。
NXP Semiconductors 的 PTN36043BXY USB 3.0 转接驱动器是现代产品的一个示例。该芯片是一款紧凑型、低功耗、双差分通道产品，运用 2 对 1 有源开关，带有集成的 USB 3.0 转接驱动器。该开关能够将两个差分信号引导至两个方位之一，并选用最小化串扰的规划（图 3）。
图 3：NXP Semiconductors 的 USB 3.0 转接驱动器集成了加剧、均衡、直流增益和输出摆幅操控。因为电缆特性在不同方向上各不相同，因而传输线和接纳器线需求独自操控。此转接驱动器结合 USB Type-C 衔接器运用，因而它在衔接器侧具有两条发射和接纳双绞线。（图片来历：NXP Semiconductors）
NXP USB 3.0 转接驱动器答应开发人员调整每个通道（USB 主机到转接驱动器和转接驱动器到外设）的加剧/去加剧、均衡和输出摆幅。此外，该器材还可经过进步直流增益来补偿电缆衰减。
每个通道衔接到两个操控引脚，答应规划人员为给定设置挑选信号调理参数。关于每个通道上的 TX/RX 线路，开发人员能够从九种信号调理组合中挑选（表）。
