USB sąsaja yra populiari technologinio ryšio forma mobiliuose ir kituose skaitmeniniuose įrenginiuose. Tokio tipo jungtys dažnai būna įvairių konfigūracijų asmeniniuose kompiuteriuose, periferinėse kompiuterių sistemose, mobiliuosiuose telefonuose ir kt.
Tradicinės sąsajos bruožas yra mažo dydžio USB jungtis. Darbui naudojami tik 4 kaiščiai (kontaktai) + 1 įžeminimo ekrano linija. Tiesa, naujausioms sudėtingesnėms modifikacijoms (USB 3.0 Powered-B arba Type C) būdingas padidėjęs darbinių kontaktų skaičius. Apie ką mes kalbėsime šioje medžiagoje. Mes taip pat aprašome sąsajos struktūrą ir kabelio laidų ypatybes ant jungties kaiščių.
USB jungčių tipai
Santrumpa „USB“ neša santrumpą, kuri visa yra „Universal Series Bus“ - universali serijinė magistralė, dėl kurios yra keičiamasi spartiu skaitmeniniu duomenų perdavimu.
Pastebimas USB sąsajos universalumas:
- mažos energijos sąnaudos;
- kabelių ir jungčių suvienijimas;
- paprastas duomenų mainų registravimas;
- aukštas funkcionalumo lygis;
- platus įvairių įrenginių tvarkyklių palaikymas.
Kokia yra USB sąsajos struktūra ir kokių tipų USB technologijos jungtys egzistuoja šiuolaikiniame elektronikos pasaulyje? Pabandykime išsiaiškinti.
USB 2.0 sąsajos technologinė struktūra
Su gaminiais, įtrauktais į specifikacijų grupę 1.x - 2.0 (sukurtas iki 2001 m.), Jungtys yra sujungtos su keturių laidų elektros kabeliu, kuriame yra du laidininkai ir dar du perduoda duomenis.
Be to, specifikacijose 1.x – 2.0 nurodoma, kad tarnybinių USB jungčių laidai siūlo sujungti ekranuojančią pynę - iš tikrųjų penktą laidininką.
Tai yra įprastų USB jungčių, susijusių su antrąja specifikacija, fizinis dizainas. Kairėje yra „tėvo“ versijos, dešinėje - motinos ir „pinout“ variantai, atitinkantys abi galimybes
Esamose pažymėtų specifikacijų universaliųjų nuosekliųjų magistralių jungčių versijose yra trys variantai:
- Normalus - „A“ ir „B“ tipo.
- Mini - „A“ ir „B“ tipo.
- Mikro - „A“ ir „B“ tipo.
Skirtumas tarp visų trijų tipų gaminių yra dizaino požiūris. Jei įprastos jungtys yra skirtos naudoti stacionarioje įrangoje, mini ir mikro jungtys yra skirtos naudoti mobiliuosiuose įrenginiuose.
Tai yra fizinis antrosios specifikacijos iš „mini“ serijos jungčių dizainas ir atitinkamai „Mini USB“ jungčių etiketės - vadinamoji pinout, kurios pagrindu vartotojas užmezga kabelį
Todėl paskutiniams dviem tipams būdinga miniatiūrinė konstrukcija ir šiek tiek pakeista jungties forma.
„A“ ir „B“ tipo standartinių jungčių taškų lentelė
kontaktas | Specifikacija | Kabelio laidininkas | Funkcija |
1 | Galia + | Raudona (oranžinė) | + 5 V |
2 | Duomenys - | Baltas auksas) | Duomenys - |
3 | Duomenys + | Žalias | Duomenys + |
4 | Mityba - | Juoda mėlyna) | Žemė |
Kartu su „mini-A“ ir „mini-B“ jungčių, taip pat „micro-A“ ir „micro-B“ jungčių vykdymu, yra ir mini-AV ir mikro-AV jungčių modifikacijos.
Skiriamasis tokių konstrukcijų bruožas yra USB laidininkų laidų sujungimas ant 10 kontaktų kontaktinio pado. Tačiau praktikoje tokios jungtys yra retai naudojamos.
„Micro USB“ ir „Mini USB“ sąsajų jungtys „A“ ir „B“ tipo jungtims
kontaktas | Specifikacija | Kabelio laidininkas | Funkcija |
1 | Galia + | Raudona | + 5 V |
2 | Duomenys - | Balta | Duomenys - |
3 | Duomenys + | Žalias | Duomenys + |
4 | Identifikatorius | – | Pagrindinis įrenginys |
5 | Mityba - | Juodas | Žemė |
USB 3.x sąsajų technologinė struktūra
Tuo tarpu skaitmeninės įrangos patobulinimas iki 2008 m. Lėmė moralinį specifikacijos 1.x - 2.0 senėjimą.
Šių tipų sąsajos neleido prijungti naujos įrangos, pavyzdžiui, išorinių kietųjų diskų, kad būtų užtikrintas didesnis (daugiau nei 480 Mb / s) duomenų perdavimo greitis.
Atitinkamai atsirado visiškai kitokia sąsaja, pažymėta 3.0 specifikacija. Naujos specifikacijos sukūrimas pasižymi ne tik padidėjusiu greičiu, bet ir padidina 900 mA srovės stiprumą, palyginti su 500 mA, naudojant USB 2/0.
Akivaizdu, kad atsiradus tokioms jungtims, paslauga buvo teikiama didesniam skaičiui įrenginių, kurių kai kurie gali būti maitinami tiesiogiai iš universaliosios nuosekliosios magistralės sąsajos.
Įvairių tipų USB 3.0 jungčių modifikavimas: 1 - „mini“ tipo „B“ vykdymas; 2 - standartinis „A“ tipo produktas; 3 - „mikro“ tipo „B“ serijos sukūrimas; 4 - standartinis „C“ tipo vykdymas
Kaip matote aukščiau esančiame paveikslėlyje, trečiosios specifikacijos sąsajos turi daugiau darbinių kontaktų (kaiščių) nei ankstesnė - antroji versija. Tačiau trečioji versija yra visiškai suderinama su „dviem“.
Trečiosios versijos dizaineriai, norėdami perduoti signalus didesniu greičiu, buvo aprūpinti papildomomis keturiomis duomenų linijomis ir viena nulinio kontaktinio laido linija. Padidinti kontaktiniai kaiščiai yra išdėstyti atskiroje eilutėje.
Trečiosios versijos jungčių, skirtų USB kabeliui prijungti, žymėjimo lentelė
kontaktas | „A“ vykdymas | „B“ vykdymas | Mikro-b |
1 | Galia + | Galia + | Galia + |
2 | Duomenys - | Duomenys - | Duomenys - |
3 | Duomenys + | Duomenys + | Duomenys + |
4 | Žemė | Žemė | Identifikatorius |
5 | „StdA_SSTX“ - | „StdA_SSTX“ - | Žemė |
6 | „StdA_sstx +“ | „StdA_sstx +“ | „StdA_SSTX“ - |
7 | GND_DRAIN | GND_DRAIN | „StdA_sstx +“ |
8 | „StdA_SSRX“ - | „StdA_SSRX“ - | GND_DRAIN |
9 | „StdA_SSRX +“ | „StdA_SSRX +“ | „StdA_SSRX“ - |
10 | – | – | „StdA_SSRX +“ |
11 | Skydas | Skydas | Skydas |
Tuo tarpu USB 3.0 sąsajos, ypač „A“ serijos, naudojimas buvo rimtas dizaino trūkumas. Jungtis turi asimetrinę formą, tačiau ji konkrečiai nenurodo jungties padėties.
Kūrėjai turėjo spręsti dizaino modernizavimą, todėl 2013 m. Vartotojams pasirodė USB-C parinktis.
Atnaujinta USB 3.1
Šio tipo jungčių dizainas apima darbinių laidininkų dubliavimą abiejose kištuko pusėse. Sąsajoje taip pat yra kelios nereikalingos eilutės.
Šio tipo jungtys yra plačiai naudojamos šiuolaikinėse mobiliosiose skaitmeninėse technologijose.
USB-C tipo sąsajos kaiščių (kaiščių) vieta, susijusi su jungčių, skirtų įvairių skaitmeninių prietaisų ryšiui, trečiosios specifikacijos serija
Verta paminėti C tipo USB savybes. Pavyzdžiui, šios sąsajos greičio parametrai rodo 10 Gbit / s lygį.
Jungties konstrukcija yra kompaktiška ir užtikrina simetrišką jungtį, leidžiančią jungtį įstatyti į bet kurią padėtį.
Pinout lentelė atitinka 3.1 specifikaciją (USB-C)
kontaktas | Paskyrimas | Funkcija | kontaktas | Paskyrimas | Funkcija |
A1 | GND | Įžeminimas | B1 | GND | Įžeminimas |
A2 | SSTXp1 | TX + | B2 | SSRXp1 | Rx + |
A3 | SSTXn1 | TX - | B3 | SSRXn1 | RX - |
A4 | Padanga + | Galia + | B4 | Padanga + | Galia + |
A5 | CC1 | CFG kanalas | B5 | SBU2 | PPD |
A6 | Dp1 | USB 2.0 | B6 | Dn2 | USB 2.0 |
A7 | Dn1 | USB 2.0 | B7 | Dp2 | USB 2.0 |
A8 | SBU1 | PPD | B8 | CC2 | CFG |
A9 | Padangos | Mityba | B9 | Padangos | Mityba |
A10 | SSRXn2 | RX - | B10 | SSTXn2 | TX - |
A11 | SSRXp2 | Rx + | B11 | SSTXp2 | TX + |
A12 | GND | Įžeminimas | B12 | GND | Įžeminimas |
Kitas USB 3.2 specifikacijos lygis
Tuo tarpu universaliosios nuosekliosios magistralės tobulinimo procesas aktyviai tęsiamas. Ne pelno lygmeniu jau parengtas šis specifikacijos lygis - 3.2.
Remiantis turima informacija, tokios sąsajos, kaip USB 3.2, greičio charakteristikos žada dvigubai daugiau parametrų, nei gali ankstesnė konstrukcija.
Kūrėjams pavyko pasiekti tokius parametrus, įvedus daugiajuosčius kanalus, per kuriuos perdavimas vykdomas atitinkamai 5 ir 10 Gbit / s greičiu.
Kaip ir „Thunderbolt“, USB 3.2 naudoja kelias juostas, kad pasiektų bendrą pralaidumą, o ne bando sinchronizuoti ir paleisti vieną kanalą du kartus
Beje, reikia pažymėti, kad perspektyvios sąsajos suderinamumas su esamu USB-C yra visiškai palaikomas, nes C tipo jungtis (kaip jau pažymėta) yra aprūpinta nereikalingais kontaktais (kaiščiais), užtikrinančiais kelių juostų signalo perdavimą.
Kabelių laidų ant jungčių kaiščių ypatybės
Atsižvelgiant į kai kuriuos specialius technologinius niuansus, kabelių laidininkų litavimas ant jungčių kontaktinių trinkelių nepastebimas. Svarbiausia tokiame procese yra užtikrinti, kad kabelių laidininkų spalva, anksčiau apsaugota nuo izoliacijos tam tikru kontaktu (kaiščiu), atitiktų.
Spalvų žymėjimas laidininkų viduje, naudojamuose USB sąsajoms, viduje. Atitinkamai iš viršaus į apačią parodyta kabelių laidininkų spalvų schema, skirta specifikacijoms 2.0, 3.0 ir 3.1.
Be to, jei lituojate pasenusių versijų modifikacijas, turėtumėte atsižvelgti į jungčių, vadinamųjų „tėvo“ ir „motinos“, konfigūraciją.
Laidininkas, išlydytas „tėvo“ kontakto metu, turėtų atitikti litavimą, kurį liečia „motinos“ kontaktas. Paimkite, pavyzdžiui, galimybę lituoti kabelį prie USB 2.0 kontaktų.
Šiame variante naudojami keturi darbiniai laidininkai paprastai žymimi keturiomis skirtingomis spalvomis:
- raudona spalva;
- balta
- žalias
- juodos spalvos.
Atitinkamai, kiekvienas laidininkas yra lituojamas prie kontaktinio padėklo, pažymėto panašios spalvos jungties specifikacija. Šis požiūris labai palengvina elektronikos inžinieriaus darbą, pašalina galimas laidų sujungimo proceso klaidas.
Panaši litavimo technologija taikoma ir kitų serijų jungtims. Vienintelis skirtumas tokiais atvejais yra didesnis laidininkų, kurie turi būti lituojami, skaičius. Norėdami supaprastinti savo darbą, patogu naudoti specialų įrankį - patikimą lituoklį laidų litavimui namuose ir nuėmiklį laidų galams nuimti.
Nepriklausomai nuo jungčių konfigūracijos, ekrano laidininko litavimas visada naudojamas. Šis laidininkas yra užklijuotas prie atitinkamo jungties kaiščio, Skydas - apsauginis ekranas.
Dažnai nepaisoma apsauginio ekrano, kai „specialistai“ nemato taško šiame vadove. Tačiau ekrano trūkumas dramatiškai sumažina USB kabelio našumą.
Todėl nenuostabu, kai esant dideliam kabelio ilgiui be ekrano vartotojas gauna problemų trikdžių forma.
Jungties su dviem laidininkais laidojimas donorinio prietaiso elektros linijos organizavimui. Praktiškai naudojami skirtingi laidų variantai, atsižvelgiant į techninius poreikius.
Lituoti USB kabelį galima įvairiais būdais, atsižvelgiant į konkretaus įrenginio prievadų linijų konfigūraciją.
Pvz., Norint prijungti vieną įrenginį prie kito, norint gauti tik maitinimo įtampą (5 V), pakanka, kad ant atitinkamų kaiščių (kontaktų) būtų išlygintos tik dvi eilutės.
Žemiau esančiame vaizdo įraše pavaizduoti pagrindiniai 2.0 serijos jungčių ir kitų jungčių taškai, vizualiai paaiškinta atskira litavimo procedūrų detalė.
Turėdami išsamią informaciją apie universaliųjų nuosekliųjų magistralių jungčių išdėstymą, jūs visada galite išspręsti techninę problemą, susijusią su laidininko defektais. Be to, ši informacija bus naudinga, jei reikės prijungti nestandartinius skaitmeninius įrenginius.
Ar norite papildyti aukščiau pateiktą medžiagą naudingais komentarais ar vertingais patarimais dėl savęs sujungimo? Rašykite komentarus žemiau esančiame bloke, pridėkite, jei reikia, unikalios nuotraukų medžiagos.
Gal dar turite klausimų perskaičius straipsnį? Klauskite jų čia - mūsų ekspertai ir kompetentingi svetainės lankytojai bandys išsiaiškinti nesuprantamus dalykus.