Меню

Usb сила тока стандарт

2 Схемы

Принципиальные электросхемы, подключение устройств и распиновка разъёмов

USB — A, B, C и D: распиновка, скорость и особенности подключения

Уже давно на сайте 2 Схемы была опубликована статья про виды USB коннекторов, но так как вопросы продолжают поступать в редакцию, решено было написать более подробное продолжение. Интерфейс USB имеет тип разъема, определенный в соответствующем стандарте, описывающем его. Но с развитием технологий и развитием USB-соединения появились другие типы разъемов. Они также имеют отношение к направлению передачи данных в интерфейсе. Чтобы полностью понять особенности типов A, B и C, надо сначала взглянуть на различные версии стандарта USB. Тип разъема «USB» относится только к физической форме и разводке портов разъемов, в то время как буквенная версия означает, среди прочего, скорость и функциональность, предлагаемые интерфейсом.

USB версии разъёмов

USB версии в настоящее время включают 1.1, 2.0, 3.0, 3.1 и 3.2.

USB - A, B, C и D: распиновка, скорость и особенности подключения

  1. Тип USB 1.1 был первой версией стандарта USB, выпущенной ещё в 1998 году, и имеет максимальную скорость передачи 12 Мбит / с. Однако во многих случаях USB 1.1 работает только на скорости 1,2 Мбит / с. Сегодня он давно устарел и выведен из употребления.
  2. Стандарт USB 2.0, введенный в 2000 году, имеет максимальную скорость 480 Мбит / с в режиме Hi-Speed или 12 Мбит / с в обычном режиме работы. Он обратно совместим с USB 1.1. Как и версия 1.1, она имеет линии питания 5 В с током до 500 мА, что дает мощность 2,5 Вт.
  3. USB 3.0 был представлен в 2008 году и имеет самую высокую скорость передачи данных — 5 Гбит / с в режиме SuperSpeed. USB 3.0 коннекторы обычно синие. Этот интерфейс обратно совместим, но имеет повышенный выходной ток до 900 мА, что дает мощность 4,5 Вт.
  4. Следующая версия USB 3.1, которая была официально представлена на рынке в 2013 году. Он удваивает скорость интерфейса до 10 Гбит / с, передавая данные так же быстро, как и оригинальный стандарт Thunderbolt. Он обратно совместим с USB 3.0 и USB 2.0. USB 3.1 имеет три профиля питания и позволяет более крупным устройствам получать питание от хоста: до 2 А при 5 В (при потребляемой мощности до 10 Вт) и до 5 А при 12 В (60 Вт) или 20 В (100 Вт) — это так называемая технология USB Power Delivery (USB-PD), определяемая отдельно от самого стандарта USB.
  5. Последней версией интерфейса является USB 3.2. Он был представлен в 2017 году. Этот интерфейс сохраняет существующие режимы данных USB 3.1 — SuperSpeed и SuperSpeed+, с 5 Гбит / с и 10 Гбит / с соответственно, но также вводит два новых режима передачи данных, предлагающих скорости передачи 10 и 20 Гбит / с, однако они требуют USB-С. USB 3.2 также является первой версией интерфейса, в котором разъем USB-C является единственным доступным и приемлемым стандартом разъема.

Благодаря плоской и прямоугольной форме USB тип A был оригинальным дизайном для первого стандарта USB. В традиционном USB-кабеле разъем типа A, также известный как штекерный разъем A, подключается к хосту, к его USB-порту также относится тип A, который является гнездом типа A. Порты типа A обычно находятся в хост-устройствах, таких как настольные компьютеры. ноутбуки, игровые приставки и т. д. Кроме того, штекерные разъемы типа A можно найти на популярных девайсах, подключенных к вышеупомянутым устройствам — клавиатурам, мышам, и т. д.

USB - A, B, C и D: распиновка, скорость и особенности подключения

Все USB 1.1, 2.0 и 3.0 имеют одинаковую конструкцию разъема типа A, это означает, что он всегда совместим с портом типа A, даже если устройство и хост используют разные версии USB. Они отличаются только тем, что в версиях 3.0 и 3.1 добавлены дополнительные линии для дополнительных сигналов, необходимых для использования режимов SuperSpeed и SuperSpeed+.

USB - A, B, C и D: распиновка, скорость и особенности подключения

По сути, разъем B является конечной частью стандартного USB-кабеля, который подключается к периферийному устройству, например, принтеру, телефону или внешнему жесткому диску, и также известен как штыревой тип B. Поскольку периферийные устройства бывают разных форм и размеров, разъем B и его порт также доступны в нескольких различных версиях. В настоящее время доступно 5 популярных моделей USB-разъемов и разъемов типа B: оригинальный стандарт B, Mini-B, Micro-B, Micro-B USB 3.0 и стандартный разъем USB B типа 3.0. Они отличаются в основном размерами, что позволяет размещать разъемы типа B в очень маленьких устройствах.

В настоящее время кабели USB типа B практически забыты. Это потому, что принтеры и другие крупные устройства уже используют беспроводные WiFi каналы.

Конструкция стандартного разъема типа B используется для подключения больших периферийных устройств, таких как принтеры или сканеры, к компьютеру и была разработана для USB 1.1. Значительно меньшие порты Mini-B можно найти в старых портативных устройствах, таких как цифровые камеры и старые портативные накопители. Этот формат соединителя теперь устарел. Micro-B USB немного меньше, чем Mini-B, и является наиболее распространенным типом разъема USB для современных смартфонов и планшетов. Micro-USB 3.0 является самой массовой конструкцией и в основном используется для портативных накопителей USB 3.0. Интерфейсные разъемы USB 3.0 и выше, как правило, синего цвета для упрощения интуитивного подключения к компьютерам, где порты USB 3.x также синего цвета.

USB - A, B, C и D: распиновка, скорость и особенности подключения

При размере 8,3 x 2,5 мм порт и разъем USB Type-C примерно такого же размера, что и порт USB Micro-B, что делает его достаточно маленьким для работы даже с самыми малогабаритными периферийными устройствами. Оба конца кабеля идентичны, что позволяет переворачивать кабель в произвольном виде. Кроме того, благодаря симметрии штекера, проблема вставки его вверх ногами устранена — он подходит для обеих ориентаций.

Читайте также:  Мощность тока через косинус

USB - A, B, C и D: распиновка, скорость и особенности подключения

USB-C и USB 3.1 имеют обратную совместимость с USB 3.0 и 2.0. В чистом соединении USB Type-C порты и разъемы Type-A больше не включены, но для совместимости существуют кабели Type-C — Type-C, например, для подключения современных мобильных устройств к компьютерам. Существуют также адаптеры, которые позволяют хостам и устройствам С-типа работать с USB-устройствами. Хотя в настоящее время это может усложнить подключение, поскольку требуются разные USB-адаптеры, это будет временным явлением, поскольку в будущем будет использоваться только порт C.

USB - A, B, C и D: распиновка, скорость и особенности подключения

Есть в продаже переходники USB Micro C, советуем на запас купить несколько штук, так как будет появляться всё больше оборудования USB-C. Такие адаптеры будут полезны в ситуации, когда у всех вокруг есть только зарядные устройства с «обычным» Micro-USB.

USB - A, B, C и D: распиновка, скорость и особенности подключения

USB 2.0 A и B всё ещё будут на рынке в течение долгого времени, потому что есть миллиарды устройств с этим портом, и это дешево, также потому что это механически самый сильный USB-разъем, если разъемы хорошего качества и платы не тонкие, то эти разъемы действительно надёжны. Это подтверждает их применение в сценическом оборудовании, где они являются стандартными и могут работать на сценах и студиях в течение многих лет без сбоев. Такое же дело стоит в оборудовании: осциллографы, цифровые БП, ЧПУ, автоматизация.

В ожидании USB-D

USB 3 C разъем хотя и лучше, чем mini и micro, но очень слабый по сравнению с A и B. Это подтверждается практикой. Так что будем ждать очередного стандарта (может USB-D?), который при высокой скорости также окажется достаточно надёжным.

Источник

Какая разница между USB 2.0, 3.0, 3.1 и 3.2

Современные ноутбуки и десктопные компьютеры имеют несколько видов портов USB начиная от версии 2.0 и заканчивая 3.2. Причем в наименовании версий есть нюансы, которых могут не знать даже опытные пользователи. В этой статье мы разберем их основные различия, а также расскажем о поколениях и особенностях наименований.

Прежде чем рассказать собственно об отличиях, нужно дать небольшое пояснение касательно присвоения версий портам. Дело в том, что если вы зайдете в компьютерный магазин, то не найдете в прайс-листе, к примеру, новых материнских плат с портами 3.0 или 3.1. В чем же, собственно, дело? Нет, порты не устарели и их не перестали использовать в современной технике. Все гораздо проще и сложнее одновременно — их переименовали.

Однако загвоздка в том, что названия не стали понятнее для простого пользователя, наоборот, все еще больше усложнилось. Так, наименования 3.0, 3.1, а также 3.1 Gen 1 и 3.1 Gen 2 более не используются. Вместо них пришла единая версия 3.2, на данный момент уже трех поколений: Gen 1, Gen 2 и GEN 2×2.

Главное, что здесь стоит уяснить:

  • 3.0 переименован в 3.1 Gen 1, затем в 3.2 Gen 1;
  • 3.1 переименован в 3.1 Gen 2, затем в 3.2 Gen 2.

Таким образом, порты пережили целых две смены версий. То есть если на вашей материнской плате есть порт 3.0, то в современной терминологии это 3.2 Gen 1. Версию порта проще всего определять по скорости, о чем мы и расскажем далее.

Скорость передачи данных

Главное отличие, которое в первую очередь интересно простым пользователям, — скорость передачи данных. Как несложно догадаться у более новой версии она выше. Если оперировать точными данными, то порты обеспечивают следующую скорость:

  • USB 2.0 до 480 Мбит/с;
  • USB 3.2 Gen 1 до 5 Гбит/с ;
  • USB 3.2 Gen 2 до 10 Гбит/с;
  • USB 3.2 Gen 2×2 до 20 Гбит/с.

Если перевести скорость даже самого медленного USB 2.0 в более привычные мегабайты, то получится, что за секунду порт может передать 60 мегабайт. Довольно неплохо, но на практике цифры куда меньше. Здесь нужно понимать, что это лишь теоретически возможная скорость самого порта. А скорость, к примеру, флешки зависит еще от качества ее компонентов. Тем не менее, флешки стандарта 3.0 и выше все равно будут работать быстрее. Пусть и не на максимально возможной теоретической скорости, но в некоторых случаях существенно быстрее аналогов с интерфейсом 2.0.

Сила тока

Не секрет, что гаджеты часто заряжают не от розетки, а от порта USB. Это удобно, так как можно зарядить телефон прямо на рабочем месте. Однако нужно знать, что от портов версии 3.0 и выше, гаджет заряжается гораздо быстрее. Все дело в силе тока, которую выдают порты. У USB 2.0 она составляет всего 0,5 ампер, что очень мало для современных устройств. С USB 3.0 и выше дела обстоят чуть лучше — там уже 0,9 ампер.

Подробнее об особенностях зарядки гаджетов от USB вы можете прочитать в нашем материале «Почему стоит заряжать смартфон только от цветных портов USB или портов с маркировкой SS».

Внешний вид

Обычно первое, что говорят про внешние различия между 2.0 и 3.0, — цвет. Старые версии черные, а новые синие. Это не совсем так. Нередко производители выбирают простой черный цвет и для скоростных портов. То есть USB 3.0 и выше не обязательно будут цветными. Да и стандартный для них синий цвет может быть заменен на другой, например, красный или зеленый. Так, на материнских платах MSI используется как раз фирменный красный. Также производители часто дифференцируют по цвету и порты 3.2. Например, Gen 1 красят в синий, а Gen 2 в зеленый.

Читайте также:  Дпт ток якорной цепи

Кроме того, к внешним отличиям относится не только цвет, но и вид самого разъема. Если присмотреться, то внутри порта 3.0 вы заметите больше контактов. При этом разъемы совместимы между собой. Но, конечно, скорость более современной флешки USB 3.0 будет ограничена, если подключить ее к старому порту. То есть преимуществ это вам не даст, хоть и все будет работать.

Разумеется, есть еще и некоторые другие технические отличия, которые будут интересны разве что специалистам. Поэтому на них мы останавливаться не будем.

Источник

USB 2.0 Распайка и характеристики

USB ( Universal Serial Bus — «универсальная последовательная шина») — последовательный интерфейс передачи данных для среднескоростных периферийных устройств. Для подключения используется 4-х проводный кабель, при этом два провода используются для приёма данных, а для питания периферийного устройства. Благодаря встроенным линиям питания USB позволяет подключать периферийные устройства без собственного источника питания.

Основные сведения

Кабель USB состоит из проводников — питания и данных паре, оплётки (экрана).

Кабели USB имеют физически разные наконечники и Возможна реализация USB устройства без кабеля, наконечником Возможно встраивание кабеля (например, USB-клавиатура, , хотя стандарт запрещает это для устройств full speed.

Шина USB строго ориентирована, имеет понятие «главное устройство» (хост, USB контроллер, обычно встроен южного моста плате) и «периферийные устройства».

Устройства могут получать питание +5 В внешний источник питания. Поддерживается режим для устройств по команде основного питания при сохранении дежурного питания по команде

USB поддерживает «горячее» подключение устройств. благодаря увеличения длинны проводника заземляющего контакта по отношению разъёма USB первыми замыкаются заземляющие контакты, потенциалы корпусов двух устройств становятся равны соединение сигнальных проводников даже если устройства питаются фаз силовой трёхфазной сети.

На логическом уровне устройство USB поддерживает транзакции приема данных. Каждый пакет каждой транзакции содержит номер оконечной точки (endpoint) устройства драйверы ОС читают список оконечных точек управляющие структуры данных для общения оконечной точкой устройства. Совокупность оконечной точки данных ОС называется каналом (pipe).

Оконечные точки, относятся из

1) поточный (bulk),

2) управляющий (control),

3) изохронный (isoch),

4) прерывание (interrupt).

Низкоскоростные устройства, такие, как мышь, иметь изохронные каналы.

Управляющий канал предназначен для обмена короткими пакетами Любое устройство имеет управляющий канал 0, который позволяет программному обеспечению ОС прочитать краткую информацию числе коды производителя используемые для выбора драйвера, других оконечных точек.

Канал прерывания позволяет доставлять короткие пакеты и и направлении, без получения ответа/подтверждения, но времени доставки — пакет будет доставлен чем через N миллисекунд. Например, используется ввода (клавиатуры, мыши или джойстики).

Изохронный канал позволяет доставлять пакеты без гарантии доставки ответов/подтверждений, но скоростью доставки в N пакетов период шины (1 КГц speed, speed). Используется для передачи аудио-

Поточный канал дает гарантию доставки каждого пакета, поддерживает автоматическую приостановку передачи данных по нежеланию устройства (переполнение или опустошение буфера), но гарантий скорости доставки. Используется, например,

Время шины делится периода контроллер передает всей шине пакет «начало периода». Далее периода передаются пакеты прерываний, потом изохронные количестве, время передаются управляющие пакеты и очередь поточные.

Активной стороной шины всегда является контроллер, передача пакета данных реализована как короткий вопрос контроллера содержащий данные, ответ устройства. Расписание движения пакетов для каждого периода шины создается совместным усилием аппаратуры контроллера и ПО драйвера, для этого многие контроллеры используют Прямой доступ DMA ( Direct Memory Access ) — режим обмена данными между устройствами между устройством памятью, без участия Центрального Процессора (ЦП). скорость передачи увеличивается, так как данные в ЦП

Размер пакета для оконечной точки есть вшитая оконечных точек устройства константа, изменению разработчиком устройства тех, что поддерживаются стандартом USB.

Технические характеристики

Возможности USB:

— Высокая скорость обмена signaling bit
— Максимальная длина кабеля для высокой скорости
— Низкая скорость обмена signaling bit 1.5 Мб/с
— Максимальная длина кабеля для низкой скорости
— Максимум подключенных устройств (включая 127
— Возможно подключение устройств скоростями обмена
— Отсутствие необходимости пользователем дополнительных элементов, таких как терминаторы
— Напряжение питания для периферийных
— Максимальный ток потребления

Распайка разъема USB 1.1 и 2.0

Сигналы USB передаются по двум проводам экранированного четырёхпроводного кабеля.

Номер контакта Обозначение Цвет провода
1 VBUS Красный
2 D- Белый
3 D+ Зелёный
4 GND Чёрный

Недостатки USB 2.0

Хотя максимальная скорость передачи данных USB 2.0 составляет (60 Мбайт/с), жизни достичь таких скоростей нереально (

33,5 Мбайт/сек большими задержками шины USB между запросом данных началом передачи. Например, шина FireWire , хотя меньшей пиковой пропускной способностью что на (10 Мбайт/с) меньше, чем 2.0, позволяет обеспечить бо́льшую пропускную способность для обмена данными дисками устройствами хранения информации. разнообразные мобильные накопители уже давно «упираются» практическую пропускную способность USB 2.0.

Читайте также:  Как работает понижающий трансформатор постоянного тока

Источник



Типы стандартов USB и разница между ними

Типы стандартов USB и разница между ними

Аватар пользователя

Содержание

Содержание

Вроде мы слышали, что USB 3.0 — это круче, чем USB 2.0. Но чем именно — знают не все. А тут еще появляются какие-то форматы Gen 1, Gen 2, маркировки Superspeed. Разбираемся, что значат все эти маркировки и чем они отличаются друг от друга. Спойлер: версий USB всего четыре.

USB 2.0

Когда-то было слово только USB 1.0. Сейчас это уже практически архаика, которую даже на старых устройствах почти не встретить. Еще 20 лет назад на смену первопроходцу USB 1.0 пришел улучшенный USB 2.0. Как и первая версия, эта спецификация использует два вида проводов. По витой паре идет передача данных, а по второму типу провода — питание устройства, от которого и идет передача информации. Но такой тип подключения подходил только для устройств с малым потреблением тока. Для принтеров и другой офисной техники использовались свои блоки питания.

USB версии 2.0 могут работать в трех режимах:

  • Low-speed, 10–1500 Кбит/c (клавиатуры, геймпады, мыши)
  • Full-speed, 0,5–12 Мбит/с (аудио и видеоустройства)
  • High-speed, 25–480 Мбит/с (видеоустройства, устройства для хранения данных)

USB 3.0

Стандарт USB 3.0 появился в 2008 году и до сих пор используется во многих устройствах. Скорость передачи данных выросла с 480 Мбит/с до 5 Гбит/с. Помимо скорости передачи данных, USB 3.0 отличается от версии 2.0 и силой тока. В отличие от более ранней версии, которая выдавала 500 мА, USB 3.0 способен отдавать до 4.5 Вт (5 В, 900 мА).

Новое поколение USB обратно совместима с предыдущими версиями. То есть USB 3.0 может работать и с разъемами USB 2.0 и даже 1.1. Но в этом случае буду ограничения по скорости. Подключив USB 3.0 к устройству с USB 2.0 скорость, вы получите не больше 480 Мбит/с — стандарт для версии 2.0. И наоборот, кабель 2.0 не станет более скоростным, если подключить его в устройство с USB 3.0. Это связано с количеством проводов, используемых в конкретной технологии. В версии USB 2.0 всего 4 провода, тогда как у USB 3.0 их 8.

Если вы хотите получить скорость передачи, заявленную стандартом USB 3.0, оба устройства и кабель должны быть именно версии 3.0.

USB 3.1

В 2013 году появляется версия USB 3.1 с максимальной заявленной скорость передачи данных до 10 Гбит/с, выходной мощностью до 100 Вт (20 В, 5 А). С появлением USB 3.1 произошла революция в маркировках всех стандартов. Но с ней мы разберемся чуть позже. А пока запомним главное: пропускная способность USB 3.1 увеличилась вдвое по сравнению с версией 3.0. И одновременно с обновленным стандартом появился и принципиально новый разъем — USB type-С. Он навсегда решил проблему неправильного подключения кабеля, так как стал симметричным и универсальным, и теперь все равно, какой стороной подключать провод к устройству.

USB 3.2

В 2017 году появилась информация о новой версии — USB 3.2. Она получила сразу два канала (больше проводов богу проводов) по 10 Гбит/с в каждую сторону и суммарную скорость в 20 Гбит/с. Стандарт USB 3.2 также обратно совместим с режимами USB 3.1, 3.0 и ниже. Поддерживается типом подключения USB-C на более современных гаджетах.

Типы разъемов

Версий разъемов USB несколько, и для каждого есть свое предназначение.

  • type-А — клавиатуры, флешки, мышии т. п.
  • type-B — офисная техника (принтеры, сканеры) и т. п.
  • mini type-B — кардридеры, модемы, цифровые камеры и т. п.
  • micro type-B — была наиболее распространенной в последние годы . Большинство смартфонов использовали именно этот тип подключения, пока не появился type-C. До сих пор остается довольно актуальным.
  • type-C — наиболее актуальный и перспективный разъем, полностью симметричный и двухсторонний. Появился одновременно со стандартом USB 3.1 и актуален для более поздних версий стандартов USB.

Superspeed, Gen или как разобраться в маркировках стандартов USB

Как только в типах стандартов появилась USB 3.1, привычная цифровая маркировка изменилась и здорово запуталась. Вполне понятный и простой USB 3.0 автоматически превратился в USB 3.1 Gen 1 и ему была присвоена маркировка SuperSpeed. А непосредственно сам USB 3.1 стал называться USB 3.1 Gen 2 с маркировкой SuperSpeed +.

Но и это уже потеряло свою актуальность с выходом стандарта USB 3.2. Он получил название USB 3.2 Gen 2×2 и маркировку SuperSpeed ++. В итоге маркировка всех предшествующих стандартов опять меняется. Теперь USB 3.0, она же USB 3.1 Gen 1, превращается задним числом в USB 3.2 Gen 1 с прежней маркировкой SuperSpeed. А USB 3.1, ставшая USB 3.1 Gen 2, тоже поднялась до USB 3.2 Gen 2. При этом конструктивно все стандарты остались прежними — изменяются только названия. Если вы уже запутались во всех этих цифрах и маркировках, таблица ниже поможет внести ясность в актуальных названиях.

Если еще более кратко, то сейчас опознать стандарты USB можно так:

USB 3.0 — это USB 3.2 Gen 1, он же Superspeed
USB 3.1 — это USB 3.2 Gen 2, он же Superspeed+
USB 3.2 — это USB 3.2 Gen 2×2, он же Superspeed++

Источник