Sơ đồ chân usb

     

Bạn có biết cổng kết nối USB loại C không? Bài viết này giới thiệu cấu tạo của sơ đồ chân USB Type-C và giới thiệu sơ qua về các chế độ khác nhau của nó.

Bạn đang xem: Sơ đồ chân usb


USB Type-C là một thông số kỹ thuật cho hệ thống kết nối USB đã trở nên phổ biến trên điện thoại thông minh và thiết bị di động và có khả năng cấp nguồn cũng như truyền dữ liệu.

Không giống như những người tiền nhiệm USB của nó, nó cũng có thể được thay đổi, vì vậy bạn không phải thử kết nối ba lần.


Một cổng USB Type-C. Hình ảnh do Denys Vitali cung cấp.

Bài giới thiệu này sẽ thảo luận về một số tính năng quan trọng nhất của chuẩn USB-C. Trước khi chúng ta đi sâu vào Pinout và giải thích những gì mỗi cái có thể làm, hãy nhanh chóng xem USB-C là gì và cái nào tốt hơn.

USB-C là gì?

USB-C là một tiêu chuẩn tương đối mới nhằm cung cấp khả năng truyền dữ liệu tốc độ cao lên đến 10 Gb / giây, cũng như công suất truyền tải lên đến 100 W. Những tính năng này có thể làm cho USB-C trở thành một tiêu chuẩn kết nối phổ quát thực sự cho các thiết bị hiện đại.


USB-C hay USB Type-C?

Hai thuật ngữ này thường được sử dụng thay thế cho nhau (chúng tôi sẽ sử dụng chúng trong suốt bài viết này). Mặc dù USB-C được sử dụng phổ biến hơn, nhưng USB Type-C là tên chính thức của tiêu chuẩn khi nó xuất hiện trên USB.org.

Các tính năng của USB-C

Giao diện USB-C có ba tính năng chính:


Nó có một đầu nối lật. Giao diện được thiết kế theo cách mà phích cắm có thể được xoay theo ổ cắm.Hỗ trợ USB 2.0, USB 3.0 và USB 3.1 Thế hệ thứ 2. Nó cũng có thể hỗ trợ các giao thức của bên thứ ba như DisplayPort và HDMI trong một chế độ hoạt động được gọi là Chế độ thay thế.Cho phép các thiết bị xác định và chọn mức công suất phù hợp qua giao diện.

Trong các phần dưới đây, chúng ta sẽ xem các tính năng này được cung cấp như thế nào bởi tiêu chuẩn USB Type-C.

Đầu nối / chân cắm USB Type-C

Đầu nối USB Type-C có 24 chân. Hình 1 và 2 tương ứng cho thấy các chân ổ cắm và phích cắm USB Type-C.


*

Hình 1. Khe cắm USB Type-C. Hình ảnh lịch sự của vi mạch.


Hình 2. Đầu nối USB Type-C. Hình ảnh lịch sự của vi mạch.

Các cặp vi sai USB 2.0

Chân D + và D là các cặp vi sai được sử dụng cho kết nối USB 2.0. Có hai chân D + và hai chân D trên ổ cắm.

Tuy nhiên, các chân được kết nối với nhau và chỉ có một dữ liệu USB 2.0 khác biệt có thể thực sự được sử dụng. Dự phòng được bao gồm để chỉ cung cấp một đầu nối có thể đảo ngược.


Chân nguồn và chân nối đất

Các chân VBUS và GND là đường cấp nguồn và trở về cho các tín hiệu. Điện áp VBUS mặc định là 5V, nhưng tiêu chuẩn này cho phép các thiết bị chỉ định và chọn điện áp VBUS khác với điện áp mặc định. Phân phối điện cho phép VBUS có điện áp lên đến 20 V. Dòng điện tối đa cũng có thể được tăng lên đến 5 A. Do đó, USB Type-C có thể cung cấp công suất tối đa 100 W.

Dòng điện cao có thể hữu ích khi sạc một thiết bị lớn như máy tính xách tay. Hình 3 cho thấy một ví dụ từ RICHTEK sử dụng bộ chuyển đổi Buck-boost để tạo ra điện áp thích hợp theo yêu cầu của máy tính xách tay.


Hình 3. Hình ảnh lịch sự của Richtek.

Lưu ý rằng công nghệ phân phối điện giúp USB Type-C linh hoạt hơn so với các tiêu chuẩn trước đây vì nó cho phép điều chỉnh mức công suất theo nhu cầu của tải. Bạn có thể sạc cả điện thoại thông minh và máy tính xách tay của mình bằng cùng một loại cáp.


Chân RX và TX

Có hai bộ cặp vi phân RX và hai bộ cặp vi sai TX.

Một trong hai cặp RX và một cặp TX này có thể được sử dụng cho giao thức USB 3.0 / USB 3.1. Vì đầu nối có thể gập lại, nên cần có bộ ghép kênh để định tuyến lại chính xác dữ liệu trên các cặp vi sai được sử dụng dọc theo cáp.


Lưu ý rằng cổng USB Type-C có thể hỗ trợ các tiêu chuẩn USB 3.0 / 3.1, nhưng bộ tính năng USB Type-C tối thiểu không bao gồm USB 3.0 / 3.1. Trong những trường hợp như vậy, các cặp RX / TX không được sử dụng bởi kết nối USB 3.0 / 3.1 và có thể được sử dụng bởi các chức năng USB Type-C khác như Chế độ thay thế và giao thức USB Power Delivery. Các chức năng này thậm chí có thể sử dụng tất cả các cặp vi sai RX / TX có sẵn.

Xem thêm: Từ Unite Là Gì, Định Nghĩa & Ý Nghĩa Của Từ Unite, (Từ Điển Anh

Chân CC1 và CC2

Các chân này là các chân cấu hình kênh. Chúng thực hiện một loạt các chức năng như phát hiện kéo và kết nối cáp, phát hiện định hướng phích cắm / ổ cắm và quảng cáo cập nhật. Các chân này cũng có thể được sử dụng để phân phối điện và giao tiếp cần thiết cho chế độ thay thế.

Hình 4 dưới đây cho thấy cách các chân CC1 và CC2 hiển thị hướng ổ cắm / phích cắm. Như vậy, DFP là viết tắt của Downstream Mutual Port, là cổng hoạt động như máy chủ lưu trữ hoặc nguồn điện để truyền dữ liệu. UFP đề cập đến Cổng luồng lên, là thiết bị được kết nối với máy tính chủ hoặc thiết bị tiêu thụ điện.

Hinh 4. Hình ảnh lịch sự của vi mạch.

DFP kéo các chân CC1 và CC2 lên khỏi điện trở Rp, nhưng UFP đẩy chúng xuống qua Rd. Nếu không có cáp nào được kết nối, nguồn sẽ thấy mức logic cao trên các chân CC1 và CC2. Kết nối cáp USB Type-C sẽ tạo ra một đường dẫn dòng điện từ nguồn 5V đến mặt đất. Vì chỉ có một cáp DC bên trong cáp USB Type-C nên chỉ có một đường dẫn hiện tại được tạo. Ví dụ: trong biểu đồ trên cùng trong Hình 4, chân CC1 của DFP được kết nối với chân CC1 của UFP. Do đó, chân DFP CC1 sẽ có điện áp thấp hơn 5V, nhưng chân DFP CC2 sẽ vẫn ở độ cao logic. Do đó, chúng tôi có thể xác định hướng và kết nối cáp bằng cách theo dõi điện áp tại các chân DFP CC1 và CC2.

Ngoài định hướng cáp, đường dẫn Rp-Rd được sử dụng như một cách truyền thông tin về khả năng hiện tại của tài nguyên. Với mục đích này, người tiêu dùng điện (UFP) giám sát điện áp trong đường dây DC. Khi điện áp trên dòng DC ở giá trị thấp nhất (khoảng 0,41 V), nguồn có thể cung cấp nguồn USB mặc định lần lượt là 500 mA và 900 mA cho USB 2.0 và USB 3.0. Khi điện áp đường dây một chiều khoảng 0,92 V thì nguồn có thể cung cấp dòng điện 1,5 A. Điện áp cao nhất của dòng DC xấp xỉ 1,68 V tương ứng với công suất hiện tại của nguồn. của 3 A.

Vbommobile.vnNN Pin

Như đã đề cập ở trên, USB Type-C nhằm cung cấp tốc độ truyền dữ liệu cực nhanh cùng với mức lưu lượng điện cao. Các tính năng này có thể yêu cầu sử dụng các loại cáp đặc biệt được đánh dấu điện tử bằng cách sử dụng một bommobile.vnn chip bên trong. Ngoài ra, một số cáp hoạt động có thể tăng cường tín hiệu và làm cho cáp, v.v. Nó sử dụng một chip ổ đĩa lại để bù đắp cho những tổn thất mà nó gây ra. Trong những trường hợp này, chúng ta có thể cấp nguồn cho các mạch bên trong cáp bằng cách cấp nguồn 5V, 1W vào chân Vbommobile.vnNN. Điều này được thể hiện trong Hình 5.

Hình 5. Hình ảnh lịch sự của vi mạch.

Như bạn có thể thấy, dây hoạt động đang sử dụng điện trở Ra để kéo các chân CC2 xuống. Giá trị của Ra khác với Rd, vì vậy DFP vẫn có thể xác định hướng của dây bằng cách kiểm tra điện áp tại các chân CC1 và CC2 của DFP. Sau khi xác định được hướng cáp, chân cấu hình kênh tương ứng với “Active Wire IC” sẽ được kết nối với nguồn 5V, 1W để cấp điện cho các mạch bên trong dây. Ví dụ, trong Hình 5, đường dẫn Rp-Rd hiện tại tương ứng với chân CC1. Do đó chân CC2 kết nối với nguồn do Vbommobile.vnNN chỉ ra.

Chân SBU1 và SBU2

Hai chân này chỉ tương ứng với các đường dẫn tín hiệu tốc độ thấp được sử dụng ở chế độ thay thế.

Bây giờ chúng ta đã quen với việc sửa chữa tiêu chuẩn USB-C, hãy xem xét ngắn gọn về chế độ phân phối điện và thay thế USB.

Cung cấp điện qua USB

Như đã đề cập ở trên, các thiết bị sử dụng chuẩn USB Type-C có thể xác định và lựa chọn mức dòng điện phù hợp thông qua giao diện. Các cuộc đàm phán nguồn này được thực hiện thông qua một giao thức được gọi là USB Power Delivery, là giao tiếp một dây qua đường CC được mô tả trước đây. Hình 6 dưới đây cho thấy một ví dụ về phân phối nguồn USB nơi người nhận gửi yêu cầu đến nguồn và điều chỉnh điện áp VBUS khi cần. Lúc đầu, một xe buýt 9V được yêu cầu. Khi bus nguồn ổn định điện áp ở 9V, nó sẽ gửi thông báo “sẵn sàng cấp nguồn” đến bồn rửa. Sau đó, bộ thu yêu cầu một bus 5V và nguồn cung cấp nó và gửi lại thông báo “sẵn sàng cấp nguồn”.

Hình 6. Hình ảnh lịch sự của Richtek.

Điều quan trọng cần lưu ý là “Phân phối điện qua USB” không chỉ là về các cuộc đàm phán phân phối điện, mà các cuộc trò chuyện khác như những cuộc trò chuyện liên quan đến chế độ thay thế được thực hiện bằng giao thức cấp nguồn. CC của tiêu chuẩn.

Các chế độ thay thế

Chế độ hoạt động này cho phép chúng tôi triển khai các giao thức của bên thứ ba như DisplayPort và HDMI bằng cách sử dụng tiêu chuẩn USB Type-C. Tất cả các chế độ thay thế phải hỗ trợ ít nhất một kết nối USB 2.0 và USB Power Delivery. Xem tài liệu TI này để biết thêm thông tin.

kết quả

USB Type-C có những tính năng thú vị. Nó hỗ trợ tốc độ truyền dữ liệu cực kỳ nhanh chóng lên đến 10 Gb / s và lưu lượng công suất cao lên đến 100 W. Điều này, kết hợp với một đầu nối có thể đảo ngược, có thể làm cho USB Type-C trở thành một tiêu chuẩn phổ biến thực sự cho các thiết bị hiện đại.


Chuyên mục: Tin Tức