了解USB規(guī)格以選擇合適的電纜、插頭和插口
發(fā)布日期:2024-04-24
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作者:Terry Persun
USB(通用串行總線)電纜、連接器和插口廣泛用于各種工業(yè)應(yīng)用,例如工業(yè)傳感器、控制模塊、電子標(biāo)牌、收銀機(jī)終端等。要為應(yīng)用選擇正確的產(chǎn)品,關(guān)鍵是要記住不同世代的 USB 設(shè)備會(huì)直接影響性能。
長(zhǎng)期以來(lái),USB 一直是連接鍵盤、鼠標(biāo)、相機(jī)、手機(jī)充電器、計(jì)算機(jī)和墻壁適配器等一切設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)。這些連接器用于在設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù)和電能。早期的 USB 電纜和連接器只能以最高約 12 Mbps 的低速傳輸數(shù)據(jù),直到 2000 年 USB 2.0 的推出。從那時(shí)起,人們開(kāi)始追求更快的設(shè)備速度,需求飛速增長(zhǎng)。
本文討論了不同類型的 USB 連接器和電纜及其功能的必要詳細(xì)知識(shí),以提供針對(duì)特定應(yīng)用做出正確選擇所需的信息。
USB 版本及其功能
USB 2.0 為用戶提供了 480 Mbps 的速度,是 20 世紀(jì) 90 年代提供的初代 USB 的 40 倍,后者只能處理 12 Mbps。新版本設(shè)計(jì)有四根連接線,可使用長(zhǎng)達(dá) 30 米的電纜互連設(shè)備。盡管人們認(rèn)為此類電纜能夠高速傳輸數(shù)據(jù),但它們不支持視頻。這些連接器和電纜可支持電流高達(dá) 500 mA 的電源,而舊版本則不行。在四線電纜中,白線和綠線用于數(shù)據(jù)傳輸,紅線和黑線用于供電:紅線為 5 V 供電線,黑線為接地線。USB 2.0 接口內(nèi)部為黑色,很容易識(shí)別。當(dāng)時(shí),這些更新的 USB 功能為當(dāng)時(shí)的多種應(yīng)用提供了更大的靈活性,時(shí)至今日依然適用。
USB 2.0 推出八年后,USB 3.0 面世。3.0 版本為用戶提供了更快的數(shù)據(jù)速度,確切的說(shuō)是 10 倍的速度,被視為超高速設(shè)備。這些電纜和連接器支持視頻數(shù)據(jù)傳輸。USB 3.0 電纜和連接器的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)傳輸速度為 4,800 Mbps(接近 5 GB)。當(dāng)用于在硬盤驅(qū)動(dòng)器或控制器中備份或傳輸大量數(shù)據(jù)時(shí),這種超快的傳輸速度正好能派上用場(chǎng)。增加的跳線用于同時(shí)提供雙向通信。專業(yè)攝影師熱衷于使用 USB 3.0 連接器,因?yàn)樗麄冃枰诙嗯_(tái)設(shè)備之間傳輸高分辨率圖像,以及將這些圖像上傳到高速網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)。
3.0 USB 版本雖然速度更快,但只能在 18 米長(zhǎng)的電纜范圍內(nèi)互連設(shè)備。與 USB 2.0 的四線連接器不同,該版本采用九線連接器,提供了合適的環(huán)境來(lái)提高設(shè)備所需的處理速度和帶寬。該技術(shù)還允許電纜和連接器兼容高達(dá) 900 mA 的電流,并能夠提供更高的能效以用于高耗電設(shè)備。
值得注意的是,USB 2.0 標(biāo)準(zhǔn)版本連接器和 USB 3.0 標(biāo)準(zhǔn)連接器提供了完全不同的規(guī)格。因此,需要確保目標(biāo)應(yīng)用與您計(jì)劃采用的 USB 連接器和電纜的特定功能相匹配。USB 2.0 連接器很好辨認(rèn),因?yàn)?USB 2.0 端口是黑色的,而 USB 3.0 端口是藍(lán)色的。USB 3.0 設(shè)備可向后兼容,可與其他 USB 版本(例如 USB 2.0)配合使用。但是,連接速度將受限于 USB 2.0 的最大速度。到 2012 年左右,USB 3.0 已被用于所有新上市的計(jì)算機(jī),并成為了制造標(biāo)準(zhǔn)。這些設(shè)備在大多數(shù)行業(yè)中隨處可見(jiàn),從傳感器和變送器到數(shù)據(jù)集線器、控制器和計(jì)算機(jī),使用 USB 電纜可連接一切。
USB 電纜和跳線組件
GlobTek, Inc. 提供全套 USB 電纜和跳線組件,具有多種配置和組合,包括基于客戶特定應(yīng)用要求的非標(biāo)準(zhǔn)配置。
該公司的全系列 USB 電纜組件符合 USB 2.0、USB 3.0 和/或 USB 3.1 標(biāo)準(zhǔn),并提供各種屏蔽和非屏蔽長(zhǎng)度。還提供其他電纜連接器選項(xiàng),例如直流電源插頭以及鈍切或剝皮和鍍錫端子。電纜組件采用 PVC 或 TPE 無(wú)鹵素護(hù)套材料包裹。此外,還可根據(jù)要求提供具有額外特性的定制 USB 連接器外殼。
對(duì)于電纜和跳線組件,GlobTek, Inc. 提供 100 mm 及以上的各種長(zhǎng)度以及多種顏色,適用于非常需要快速視覺(jué)識(shí)別的敏感設(shè)備。許多現(xiàn)成產(chǎn)品均已安裝標(biāo)準(zhǔn)端子、插頭和插座。
USB 接口類型在大多數(shù)商業(yè)和工業(yè)環(huán)境中都有特定用途。例如,USB Type-A 與電源插座和計(jì)算機(jī)配合使用,用于為設(shè)備充電。由于這些連接器和電纜(如圖 1 所示的 USBA2C1MOUSBCR)只能單向插入設(shè)備端口,因此用戶不容易接錯(cuò)。USB Type-B 端口通常用于將外設(shè)(例如打印機(jī)、掃描儀和外置硬盤)連接到計(jì)算機(jī)或控制器。這些連接器并不像通用連接器那么常見(jiàn)。
圖 1:圖示為 USBA2C1MOUSBC(R),這是一款帶 1.00 米非屏蔽線的 USB 2.0 Type-A 公頭轉(zhuǎn) Type-C 公頭電纜。USB Type-A 連接器只能單向插入設(shè)備端口,因此用戶不會(huì)接錯(cuò)。(圖片來(lái)源:GlobTek, Inc.)
如圖 2 所示,USBCM302M0MICBMMBKR 等產(chǎn)品用于移動(dòng)設(shè)備,例如手機(jī)、平板電腦、MP3 播放器和相機(jī),以及工業(yè)環(huán)境中使用的便攜式儀表或控制單元。在直接連接到設(shè)備的閃存驅(qū)動(dòng)器或記憶棒等應(yīng)用中,USB Type-B micro 允許在不連接到計(jì)算機(jī)的情況下讀取數(shù)據(jù)。與 Type-A 連接器類似,這些裝置只能單向插入端口,否則就會(huì)造成損壞。
圖 2:圖示為 USBCM302M0MICBMMBKR,這是一款帶 2.00 米屏蔽線的 USB Type-B micro 公頭轉(zhuǎn) Type-C 公頭電纜,通常用于將設(shè)備直接連接到閃存驅(qū)動(dòng)器或記憶棒,而無(wú)需通過(guò)計(jì)算機(jī)連接。(圖片來(lái)源:GlobTek, Inc.)
最新的連接器設(shè)備是 USB Type-C。此類連接器和電纜(如圖 3 所示的 USBCM311M0USBCMMMWHR)專為高速數(shù)據(jù)傳輸和更高電流而設(shè)計(jì),使設(shè)備能夠更快地充電。與其他 USB Type 連接器不同,USB Type-C 可以雙向插入設(shè)備。
圖 3:USBCM311M0USBCMMMWHR 是一款帶 1 米長(zhǎng)屏蔽線的 USB-C 公頭轉(zhuǎn) USB-C 公頭電纜,能夠處理 10Gbps 的數(shù)據(jù)速率。(圖片來(lái)源:GlobTek, Inc.)
總結(jié)
USB 連接器和電纜組件是日常生活中不可或缺的組成部分。這些組件幾乎已進(jìn)入每家每戶,用于將筆記本電腦和臺(tái)式計(jì)算機(jī)與多個(gè)外設(shè)互連,以及將手機(jī)和平板電腦連接到電源。此外,USB 元器件還用于自動(dòng)化領(lǐng)域,該領(lǐng)域要求計(jì)算機(jī)能夠與遠(yuǎn)程傳感器和變送器進(jìn)行高速數(shù)據(jù)傳輸。GlobTek 的認(rèn)證和質(zhì)量承諾使其成為可靠的供應(yīng)商,能夠滿足消費(fèi)者和制造商等各方的需求。
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