來源:Digikey 作者: Shawn Wasserman 任何 20 世紀 90 年代見過(或設計過)消費電子產品的工程師都知道,沒有標準數據和電源連接的年代是多么痛苦。在這個“前”通用串行總線 (USB) 時代,你的抽屜里不得不裝滿各種形狀和尺寸的電纜。 USB-C 插座連接器。(圖片:DigiKey、Amphenol ICC) 通用串行總線 (USB) 稱呼中使用“通用”一詞可能會讓人覺得名不副實,畢竟可用選擇還是有那么多。但在 USB 誕生之前,每家公司和每種型號都有專有的電源和數據連接。雖然花費了一些時間,但 USB 已大大減少了選擇。現在,隨著 USB-C 可能成為真正的通用 USB,工程技術有望進一步簡化。 那么所有這些不同的 USB 選擇又是怎么回事呢? 在設計兼容 USB 的電子產品時,工程師仍然需要做出各種決定。以下是您需要了解的基本情況。首先,USB 分為四種不同的類別: 插頭(又稱連接器):USB 電纜/設備插入另一設備的任何物理部分 端口:插入插頭的設備部分 類型:USB 插頭或端口的物理形狀界定 版本:設備兼容的特定 USB 協議 插頭過去只有 Type-A 和 Type-B。 USB-A 插座連接器。(圖片:DigiKey、Amphenol ICC) Type A 似乎經受住了時間的考驗,而且新版本還能向后兼容。不過,每個版本都會改變端口的顏色并增加插針(以提高數據和充電速度)。現在,這個標志性的 USB 插頭正被 Type-C 所取代。 用于 USB 1.0 至 2.0 版本(左)和 3.0 至 3.2 版本(右)的USB-B 插座連接器。(圖片:DigiKey、On Shore Technology Inc. [左]、Amphenol ICC [右]。) Type B 并不常見,僅用于打印機等大型電子設備。對于不同的 USB 版本,較大的 Type-B 端口和插頭形狀也會發生變化。 隨著 USB mini-A、micro-A、mini-B 和 micro-B 的出現,較大的 USB 插頭最終獲得了標準尺寸的稱號。除非主機設備很小,否則大多數電子產品都會選擇標準的 Type-A 插頭和端口,因此 mini-A 和 micro-A 非常少見。大多數外設會根據當時的情況選擇 mini-B 和 micro-B 接口。實際上,人們說“mini-USB”和“micro-USB”時,指的就是 USB mini-B 和 micro-B。 USB mini-B 插座連接器(左)和 USB micro-B 插座連接器(右)。(圖片:DigiKey、Hirose Electric Co Ltd [左]、Amphenol ICC [右])。 與其前身類似,micro-B 在使用 USB 3.2 版時也會改變形狀,但這種情況也很少見。 USB3.2 版 micro-B 插座連接器(圖片:DigiKey、Amphenol ICC) 老式 USB 線幾乎都是一端是 Type-A,另一端是 Type-B,有標準、小型或微型之分。這是因為 USB 數據傳輸一直都是雙向的,但以前供電只能從主機設備(帶 Type-A 端口)傳輸到外圍設備(帶 Type-B 端口)。在最新的 USB4 和 USB4 2.0 版本中,電源是雙向的,這就要求在主機和外設上都使用 USB-C。 工程師在開發電子產品時應選擇哪種 USB 呢? 答案其實取決于具體應用。 標準 USB-A 仍在廣泛使用。因此,如果考慮到向后兼容性,最好選擇這種方案。 如需高充電和數據傳輸速率,USB-C 是最佳選擇,因為它能夠雙向充電,同時在 48 V 和 5 A 的電壓下保持 40 Gbps 和 240 W 的傳輸速率。USB-C 也可以說是真正的通用 USB。主機設備和外圍設備都可以使用。其連接線是雙向的。端口可以完全反轉,永遠不會出現接反的問題。由于它是唯一能與當前 USB 版本兼容的端口,因此也代表了該技術的未來。實際上,它已經越來越受歡迎,即便是 USB 充電器和主機設備,現在也在選擇放棄 Type-A。 但是,工程設計并不總是著眼于未來和向后兼容性。成本、零報可用性和遺留系統將決定具體選擇。因此,在做出最終決定時,參考下表應該會有所幫助。 總之,USB 中的“U”并不意味著連接器是通用的,至少目前還不是。因此,在做出任何設計決定時需經綜合考慮各種因素。數據傳輸速率、功率傳輸規格和連接器尺寸都會對您設計所適合 USB 的規格產生影響。 |