USBインターフェイスは、モバイルやその他のデジタルデバイスでの技術的な通信の一般的な形式です。この種のコネクタは、さまざまな構成のパーソナルコンピュータ、周辺コンピュータシステム、携帯電話などによく見られます。
従来のインターフェースの特徴は、小型のUSBピン配列です。作業には、4ピン(接点)+ 1接地シールド線のみが使用されます。確かに、最新のより高度な変更(USB 3.0 Powered-BまたはType-C)は、動作するコンタクトの数の増加を特徴としています。この資料で何を話しますか。また、インターフェイスの構造とコネクタピンのケーブル配線の機能についても説明します。
USBコネクタのタイプ
略語「USB」には略語があり、その全体を「ユニバーサルシリーズバス」-高速デジタルデータ交換が実行されるユニバーサルシリアルバスと読みます。
USBインターフェースの多様性は注目に値します:
- 低消費電力;
- ケーブルとコネクタの統一;
- データ交換の簡単な記録;
- 高レベルの機能。
- さまざまなデバイスのドライバーに対する幅広いサポート。
USBインターフェースの構造はどのようなものですか?また、現代の電子工学の世界にはどのような種類のUSBテクノロジーコネクタが存在しますか?それを理解してみましょう。
USB 2.0インターフェイスの技術構造
仕様グループ1.x-2.0(2001年以前に作成)に含まれる製品に関連するコネクタは、2本の導体が供給され、2つ以上の送信データが送信される4線電気ケーブルに接続されます。
また、仕様1.x〜2.0では、サービスUSBコネクタの配線は、シールドブレード(実際には5番目の導体)の接続を示唆しています。
これは、2番目の仕様に関連する通常のUSBコネクタの物理設計です。左側は「父親」タイプのバージョン、右側は「母」タイプのバージョン、および両方のオプションに対応するピン配列
マークされた仕様のユニバーサルシリアルバスコネクタの既存のバージョンは、3つのオプションで表されます。
- 正常 -「A」と「B」を入力します。
- ミニ -「A」と「B」を入力します。
- マイクロ -「A」と「B」を入力します。
3つのタイプの製品すべての違いは、設計アプローチにあります。通常のコネクタが固定機器での使用を意図している場合、ミニおよびマイクロコネクタはモバイルデバイスで使用するために作られています。
これは、「ミニ」シリーズの2番目の仕様のコネクタの物理的な設計であり、したがって、ミニUSBコネクタのラベル-いわゆるピン配列-ユーザーがこれに基づいてケーブル接続を行うもの
したがって、最後の2つのタイプは、ミニチュアデザインとわずかに変更されたコネクタ形状が特徴です。
タイプ「A」および「B」の標準コネクタのピン配列表
連絡先 | 仕様 | ケーブル導体 | 関数 |
1 | パワー+ | 赤いオレンジ) | + 5V |
2 | データ- | 白金) | データ- |
3 | データ+ | 緑 | データ+ |
4 | 栄養- | ブラックブルー) | 地球 |
ミニAおよびミニBコネクタ、およびマイクロAおよびマイクロBコネクタの実行に加えて、ミニAVおよびマイクロAVコネクタの変更があります。
このような構造の際立った特徴は、10ピンのコンタクトパッド上でUSB導体を配線することです。ただし、実際には、このようなコネクタはほとんど使用されません。
「A」および「B」タイプのコネクター用のマイクロUSBおよびミニUSBインターフェースのピン配列
連絡先 | 仕様 | ケーブル導体 | 関数 |
1 | パワー+ | 赤 | + 5V |
2 | データ- | 白い | データ- |
3 | データ+ | 緑 | データ+ |
4 | 識別子 | – | ホストデバイス |
5 | 栄養- | 黒い | 地球 |
USB 3.xインターフェースの技術構造
一方、2008年までのデジタル機器の改善により、仕様1.x〜2.0のモラルエージングが発生しました。
これらのタイプのインターフェースは、より高い(480 Mb / sを超える)データ転送速度を提供するような方法で、外部ハードドライブなどの新しい機器の接続を許可しませんでした。
したがって、仕様3.0でマークされた、まったく異なるインターフェースが登場しました。新しい仕様の開発は、速度の向上を特徴とするだけでなく、USB 2/0の500 mAではなく、900 mAの増加した電流強度を提供します。
そのようなコネクタの外観が多数のデバイスにサービスを提供し、その一部はユニバーサルシリアルバスインターフェイスから直接電力を供給できることは明らかです。
異なるタイプのUSB 3.0コネクタの変更:1-「ミニ」タイプ「B」の実行。 2-タイプ「A」の標準製品。 3-一連の「マイクロ」タイプ「B」の開発。 4-タイプ "C"の標準実行
上の図からわかるように、3番目の仕様のインターフェースには、以前の2番目のバージョンよりも多くの接点(ピン)があります。ただし、3番目のバージョンは「デュース」と完全に互換性があります。
より高速で信号を送信できるようにするために、3番目のバージョンの設計の開発者は、追加の4本のデータラインと1本のゼロ接点ワイヤーのラインを備えていました。拡張コンタクトピンは別の列に配置されます。
USBケーブルを配線するための第3バージョンのコネクタのピンの指定の表
連絡先 | 実行 "A" | 実行 "B" | マイクロb |
1 | パワー+ | パワー+ | パワー+ |
2 | データ- | データ- | データ- |
3 | データ+ | データ+ | データ+ |
4 | 地球 | 地球 | 識別子 |
5 | StdA_SSTX- | StdA_SSTX- | 地球 |
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 | シールド | シールド | シールド |
一方、USB 3.0インターフェイス、特に「A」シリーズの使用は、設計上の重大な欠陥でした。コネクタの形状は非対称ですが、接続位置を具体的に示すものではありません。
開発者は設計の最新化に対処する必要があり、その結果、2013年にユーザーの自由にUSB-Cオプションが登場しました。
アップグレードされたUSB 3.1
このタイプのコネクタの設計には、プラグの両側の現用導体の複製が含まれます。また、インターフェイスにはいくつかの冗長回線があります。
このタイプのコネクタは、現代のモバイルデジタル技術で広く使用されています。
さまざまなデジタルデバイスの通信用に設計されたコネクタの第3仕様のシリーズに関連するUSB-Cタイプインターフェイスのピン(ピン)の位置
USB Type-Cの特徴に注目してください。たとえば、このインターフェイスの速度パラメータは、10ギガビット/秒のレベルを示しています。
コネクタの設計はコンパクトな設計で行われ、対称的な接続が保証されるため、コネクタを任意の位置に挿入できます。
仕様3.1(USB-C)に準拠したピン配列表
連絡先 | 指定 | 関数 | 連絡先 | 指定 | 関数 |
A1 | GND | 接地 | B1 | GND | 接地 |
A2 | SSTXp1 | TX + | B2 | SSRXp1 | Rx + |
A3 | SSTXn1 | TX- | B3 | SSRXn1 | 処方箋 - |
A4 | タイヤ+ | パワー+ | B4 | タイヤ+ | パワー+ |
A5 | CC1 | CFGチャネル | 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 | タイヤ | 栄養 | B9 | タイヤ | 栄養 |
A10 | SSRXn2 | 処方箋 - | B10 | SSTXn2 | TX- |
A11 | SSRXp2 | Rx + | B11 | SSTXp2 | TX + |
A12 | GND | 接地 | B12 | GND | 接地 |
USB 3.2仕様の次のレベル
その間、ユニバーサルシリアルバスを改善するプロセスが積極的に続けられています。非営利レベルでは、次の仕様レベルがすでに開発されています-3.2。
入手可能な情報によると、USB 3.2などのインターフェースの速度特性は、以前の設計で可能な2倍のパラメーターを約束しています。
開発者たちは、それぞれ5および10 Gbit / sの速度で伝送が行われるマルチバンドチャネルを導入することで、このようなパラメーターを達成することができました。
Thunderboltと同様に、USB 3.2は1つのチャネルを2回同期して実行するのではなく、複数の帯域を使用して全体的な帯域幅を実現します
ちなみに、Type-Cコネクタ(既に説明したとおり)にはマルチバンド信号伝送を提供する冗長接点(ピン)が備わっているため、有望なインターフェイスと既存のUSB-Cの互換性は完全にサポートされています。
コネクタピンのケーブル配線の特徴
一部の特別な技術上のニュアンスにより、コネクタのコンタクトパッドへのケーブル導体のはんだ付けは認められていません。このようなプロセスの主なものは、特定の接点(ピン)によって絶縁から以前保護されていたケーブル導体の色を確実に一致させることです。
USBインターフェイスに使用されるケーブルアセンブリ内の導体の色分け。上から順に、仕様2.0、3.0、3.1のケーブル導体の配色を示します。
また、古いバージョンの修正をはんだ付けする場合は、コネクタの構成、いわゆる「父」と「母」を考慮する必要があります。
「父」の接点にはんだ付けされた導体は、「母」の接点のはんだ付けに対応している必要があります。たとえば、ケーブルをUSB 2.0接点にはんだ付けするオプションを考えてみます。
この実施形態で使用される4つの動作導体は、通常4つの異なる色で示されます。
- 赤で;
- 白い
- 緑
- 黒で。
したがって、各導体は、同色のコネクタの仕様が記されたコンタクトパッドにはんだ付けされます。このアプローチは、電子技術者の作業を大幅に容易にし、配線プロセスで起こり得るエラーを排除します。
同様のはんだ付け技術が他のシリーズのコネクタに適用されます。このような場合の唯一の違いは、はんだ付けする必要のある導体の数が多いことです。作業を簡略化するには、特別なツールを使用すると便利です。自宅でワイヤーをはんだ付けするための信頼性の高いはんだごてと、ワイヤーの端を剥がすストリッパーです。
コネクタの構成に関係なく、スクリーン導体のはんだ付けは常に使用されます。この導体は、コネクタの対応するピンにはんだ付けされています、 シールド-保護スクリーン.
「専門家」がこのガイドの要点を理解していない場合、保護画面を無視することがよくあります。ただし、画面がないと、USBケーブルのパフォーマンスが大幅に低下します。
したがって、画面なしでケーブル長が長い場合に、ユーザーが干渉の形で問題を受け取ることは当然のことです。
ドナーデバイスの電力線を編成するために、2つの導体でコネクタを配線します。実際には、技術的なニーズに基づいて、さまざまな配線オプションが使用されます。
USBケーブルのはんだ付けは、特定のデバイスのポートラインの構成に応じて、さまざまな方法で可能です。
たとえば、あるデバイスを別のデバイスに接続して電源電圧(5V)のみを取得するには、対応するピン(接点)の2本の線のみをはんだ付けすれば十分です。
下のビデオは、2.0シリーズコネクタなどのピン配置の要点を示し、はんだ付け手順の個々の詳細を視覚的に説明しています。
ユニバーサルシリアルバスコネクタのピン配置に関する完全な情報があれば、導体の欠陥に関連する技術的な問題にいつでも対処できます。また、非標準のデジタルデバイスを接続する必要がある場合にも、この情報が役立ちます。
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