USB-interface er en populær form for teknologisk kommunikation på mobile og andre digitale enheder. Tilslutninger af denne art findes ofte på personlige computere i forskellige konfigurationer, perifere computersystemer, på mobiltelefoner osv.
En funktion ved den traditionelle grænseflade er en lille størrelse USB-pinout. Til arbejde bruges kun 4 ben (kontakter) + 1 jordingsafskærmningslinie. Det er sandt, at de seneste mere avancerede ændringer (USB 3.0 Powered-B eller Type-C) er kendetegnet ved en stigning i antallet af arbejdskontakter. Hvad vi vil tale om i dette materiale. Vi beskriver også strukturen på grænsefladen og funktionerne i kabelforbindelsen på forbindelsesstifterne.
Typer af USB-stik
Forkortelsen "USB" bærer en forkortelse, der i sin helhed læser som "Universal Series Bus" - en universel seriel bus, på grund af hvilken højhastigheds digital dataudveksling udføres.
Alsidigheden af USB-grænsefladen bemærkes:
- lavt strømforbrug;
- forening af kabler og stik;
- enkel registrering af dataudveksling;
- højt funktionalitetsniveau;
- bred support til drivere af forskellige enheder.
Hvad er strukturen på USB-interface, og hvilke typer USB-teknologi-stik findes i den moderne elektroniske verden? Lad os prøve at finde ud af det.
Teknologisk struktur på USB 2.0-interface
Stikene, der er relateret til produkter, der er inkluderet i gruppen af specifikationer 1.x - 2.0 (oprettet før 2001), er forbundet til et firetråds elektrisk kabel, hvor to ledere leverer og to mere transmitterer data.
I specifikationerne 1.x - 2.0 foreslås også, at kabler til service-USB-stik tilsluttes en afskærmningsfletning - faktisk den femte leder.
Dette er det fysiske design af de normale USB-stik, der er relateret til den anden specifikation. Til venstre er versionerne af typen "far", til højre er versionerne af typen "mor" og pinout svarende til begge indstillinger
Eksisterende versioner af universelle serielle busstik med de markerede specifikationer er repræsenteret af tre muligheder:
- Normal - skriv "A" og "B".
- Mini - skriv "A" og "B".
- Micro - skriv "A" og "B".
Forskellen mellem alle tre typer produkter ligger i designtilgangen. Hvis de normale stik er beregnet til brug på stationært udstyr, laves mini- og mikrostik til brug på mobile enheder.
Dette er den fysiske design af stikkene i den anden specifikation fra “mini” -serien og følgelig etiketterne til Mini USB-stik - den såkaldte pinout, på grundlag af hvilken brugeren opretter en kabelforbindelse
Derfor er de to sidste typer kendetegnet ved et miniatyrdesign og en let modificeret konnektorform.
Pinout-tabel til standardstik af typen “A” og “B”
Kontakt | Specifikation | Kabelleder | Fungere |
1 | Strøm + | Rød (orange) | + 5V |
2 | Data - | Hvidt guld) | Data - |
3 | Data + | Grøn | Data + |
4 | Ernæring - | Sort blå) | jorden |
Sammen med ydeevnen til "mini-A" og "mini-B" -stik, såvel som "micro-A" og "micro-B" -stik, er der ændringer af "mini-AV" og "micro-AV" stik.
Et karakteristisk træk ved sådanne strukturer er udførelsen af kabling af USB-ledere på en 10-polet kontaktpude. I praksis anvendes sådanne stik dog sjældent.
Micro USB- og Mini USB-interfacestik til ”A” og “B” stik
Kontakt | Specifikation | Kabelleder | Fungere |
1 | Strøm + | Rød | + 5V |
2 | Data - | hvid | Data - |
3 | Data + | Grøn | Data + |
4 | Identifier | – | Værtsenhed |
5 | Ernæring - | Det sorte | jorden |
Teknologisk struktur af USB 3.x-grænseflader
I mellemtiden førte forbedringen af digitalt udstyr til tiden 2008 til moralsk aldring af specifikationerne 1.x - 2.0.
Disse typer interface tillader ikke forbindelse af nyt udstyr, for eksempel eksterne harddiske, for at sikre en højere (mere end 480 Mb / s) dataoverførselshastighed.
I overensstemmelse hermed optrådte en helt anden grænseflade markeret med specifikation 3.0. Udviklingen af en ny specifikation er ikke kun kendetegnet ved øget hastighed, men giver også en øget strømstyrke på 900 mA mod 500 mA til USB 2/0.
Det er tydeligt, at udseendet af sådanne stik leverede service til et større antal enheder, hvoraf nogle kan drives direkte fra den universelle serielle busgrænseflade.
Ændring af USB 3.0-stik af forskellige typer: 1 - udførelse af "mini" type "B"; 2 - standardprodukt af typen "A"; 3 - udvikling af en serie af "mikro" type "B"; 4 - standardudførelse af typen "C"
Som du kan se på billedet ovenfor, har grænseflader i den tredje specifikation flere arbejdskontakter (stifter) end den forrige - anden version. Den tredje version er dog fuldt ud kompatibel med "to".
For at være i stand til at transmittere signaler med en højere hastighed var udviklerne af designerne af den tredje version udstyret med yderligere fire datalinjer og en linje af nulkontakttråden. Forstærkede kontaktstifter er arrangeret i en separat række.
Betegnelsestabel for stifter på stik i den tredje version til kabling af USB-kablet
Kontakt | Henrettelse "A" | Henrettelse "B" | Micro-b |
1 | Strøm + | Strøm + | Strøm + |
2 | Data - | Data - | Data - |
3 | Data + | Data + | Data + |
4 | jorden | jorden | Identifier |
5 | StdA_SSTX - | StdA_SSTX - | jorden |
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 | Afskærmning | Afskærmning | Afskærmning |
I mellemtiden var brugen af USB 3.0-interface, især “A” -serien, en alvorlig designfejl. Stikket har en asymmetrisk form, men det angiver ikke specifikt forbindelsespositionen.
Udviklerne var nødt til at beskæftige sig med moderniseringen af designet, hvilket resulterede i, at USB-C i 2013 dukkede op til brugernes rådighed.
Opgraderet USB 3.1
Konstruktionen af denne type stik indebærer dobbeltarbejde af arbejdslederne på begge sider af stikket. Der er også flere overflødige linjer på grænsefladen.
Denne type stik bruges i vid udstrækning i moderne mobil digital teknologi.
Placeringen af stifterne (stifterne) til interface-USB-C-typen, der vedrører serien i den tredje specifikation af stik, der er designet til kommunikation af forskellige digitale udstyr
Det er værd at bemærke egenskaberne ved USB Type-C. For eksempel viser hastighedsparametrene for denne grænseflade et niveau på 10 Gbit / s.
Konstruktionen af stikket er lavet i et kompakt design og sikrer en symmetrisk forbindelse, der muliggør indsættelse af stikket i enhver position.
Pinout-tabel i overensstemmelse med specifikation 3.1 (USB-C)
Kontakt | Betegnelse | Fungere | Kontakt | Betegnelse | Fungere |
A1 | GND | Jordforbinde | B1 | GND | Jordforbinde |
A2 | SSTXp1 | TX + | B2 | SSRXp1 | Rx + |
A3 | SSTXn1 | TX - | B3 | SSRXn1 | RX - |
A4 | Dæk + | Strøm + | B4 | Dæk + | Strøm + |
A5 | CC1 | CFG-kanal | 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 | dæk | Ernæring | B9 | dæk | Ernæring |
A10 | SSRXn2 | RX - | B10 | SSTXn2 | TX - |
A11 | SSRXp2 | Rx + | B11 | SSTXp2 | TX + |
A12 | GND | Jordforbinde | B12 | GND | Jordforbinde |
Det næste niveau af USB 3.2-specifikation
I mellemtiden fortsætter processen med at forbedre den universelle serielle bus aktivt. På non-profit niveau er følgende specifikationsniveau allerede udviklet - 3.2.
I henhold til tilgængelige oplysninger lover hastighedsegenskaberne for en grænseflade som USB 3.2 dobbelt så mange parametre som det forrige design er i stand til.
Udviklerne formåede at opnå sådanne parametre ved at introducere multibandskanaler, gennem hvilke transmission udføres med hastigheder på henholdsvis 5 og 10 Gbit / s.
Ligesom Thunderbolt bruger USB 3.2 flere bånd til at opnå den samlede båndbredde i stedet for at prøve at synkronisere og køre en kanal to gange
Forresten skal det bemærkes, at kompatibiliteten af en lovende grænseflade med en eksisterende USB-C understøttes fuldt ud, da Type-C-stikket (som allerede bemærket) er udstyret med overflødige kontakter (stifter), der giver multi-bånd signal transmission.
Funktioner i kabelforbindelsen på forbindelsesstifterne
Ved nogle specielle teknologiske nuancer bemærkes lodningen af kabelledere på kontaktpuderne på konnektorerne. Det vigtigste ved en sådan proces er at sikre, at farven på kabelledere, der tidligere var beskyttet mod isolering af en bestemt kontakt (stift), stemmer overens.
Farvekodning af ledere inde i kabelsamlingen brugt til USB-grænseflader. Fra henholdsvis ovenfra og ned vises fargeskemaet for kabelledere til specifikationer 2.0, 3.0 og 3.1.
Hvis du lodder modifikationer af forældede versioner, skal du også tage hensyn til konfigurationen af konnektorerne, den såkaldte "far" og "mor".
Den leder, der er loddet på kontakten fra "faderen", skal svare til lodningen på kontakten fra "moderen". Tag for eksempel muligheden for at lodde kablet til USB 2.0-kontakterne.
De fire arbejdsledere, der anvendes i denne udførelsesform, er normalt angivet med fire forskellige farver:
- i rødt;
- hvid
- grøn
- i sort.
Følgelig loddes hver leder til en kontaktpude markeret med en specifikation af et stik med en lignende farve. Denne fremgangsmåde letter arbejdet hos elektronikingeniøren i høj grad, eliminerer mulige fejl i ledningsforløbet.
En lignende lodningsteknologi gælder for stik i andre serier. Den eneste forskel i sådanne tilfælde er det større antal ledere, der skal loddes. For at forenkle dit arbejde er det praktisk at bruge et specielt værktøj - et pålideligt loddejern til lodning af ledninger derhjemme og en stripper til at stripe endene af ledningerne.
Uanset konfigurationen af konnektorerne bruges altid lodning af skærmlederen. Denne leder er loddet til den tilsvarende stift på stikket, Skjoldbeskyttende skærm.
Der er ofte tilfælde af at ignorere beskyttelsesskærmen, når ”specialister” ikke ser punktet i denne vejledning. Manglen på en skærm reducerer imidlertid USB-kablets ydelse dramatisk.
Derfor er det ikke overraskende, når brugeren med en betydelig kabellængde uden en skærm får problemer i form af interferens.
Forbind forbindelsen med to ledere til organisering af strømledningen til donorenheden. I praksis bruges forskellige ledningsindstillinger baseret på tekniske behov.
Lodning af et USB-kabel er muligt på forskellige måder, afhængigt af konfigurationen af portlinierne på en bestemt enhed.
For at forbinde en enhed til en anden for kun at opnå forsyningsspænding (5V) er det nok at lodde kun to linjer på de tilsvarende stifter (kontakter).
Videoen nedenfor illustrerer hovedpunkterne ved pinout af 2.0-seriekonnektorerne og andre og forklarer visuelt de individuelle detaljer ved lodningsprocedurerne.
Når du har komplette oplysninger om udplukning af universelle serielle busstik, kan du altid tackle det tekniske problem, der er forbundet med lederfejl. Disse oplysninger kommer også til nytte, hvis du har brug for at tilslutte ikke-standard digitale enheder.
Ønsker du at supplere ovenstående materiale med nyttige kommentarer eller værdifulde tip til selvforbindelse? Skriv kommentarer i blokken herunder, tilføj om nødvendigt unikt fotomateriale.
Måske har du stadig spørgsmål efter at have læst artiklen? Spørg dem her - vores eksperter og kompetente besøgende vil prøve at afklare uforståelige punkter.