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    type c传感器测试规范标准

    USB开拓进取历史


    USB的姓名为Universal Serial Bus, 早期是由英特尔与微软公司倡导发起,伊最大的特性是帮腔热插入(Hot plug)和即插即用(Plug&Play;PnP)。顶装置插入时,长机端寻找到此装置并加载所需的驱动程序,所以使用上远比其他总线方便。

    USB 速度比并列埠(Parallel Port)与串行埠(Serial Port,如 RS-232)等传统计算机用规范总线快上不少。原标准中USB 1.1 的最大传输带宽为 12Mbps,USB 2.0 的最大传输带宽为 480Mbps。2008年推出的USB 3.0更从480Mbps提升到4.8Gbps上述。近年发表的USB 3.1的最大传输带宽更是USB 3.0的两倍高达10Gbps。请参阅表1 USB开拓进取历史。

    永恒

    最大传输

    USB永恒名称

    供电能力

    生产时间

    USB 1.0

    1.5 Mbps

    Low Speed

    500 mA

    1996年1月

    USB 1.1

    12 Mbps

    Full Speed

    500 mA

    1998年9月

    USB 2.0

    480 Mbps

    High Speed

    500 mA

    2000年4月

    USB 3.0

    5 Gbps

    Super Speed Gen1

    900 mA

    2008年11月

    USB 3.1

    10 Gbps

    Super Speed Gen2

    900 mA

    2013年8月

    表面1:USB开拓进取历史

    号称接口之王之USB,已经在电子业界立下无法取代的位置。相信没有人可以准确的说出世界有生活多少USB端口。分析师说,估计每年至少有超过20京个拥有USB端口的设置出货,其一数字可以说是适当惊人之。

    想起USB的发展史,USB 1.0专业于1996年刚确立时,其实难以吸引外围与装置制造商的倚重,因为USB 1.0专业只定义了1.5 Mbps的传导速度,在数据通信上难以贯彻使用者所要求的频率。而在那时的Fast SCSI,已经能支持到10 Mbps的层面。甚至当时另一热火的IEEE 1394a传输界面(苹果计算机称为Firewire),传输速度也高达400 Mbps。于是乎为了提升竞争力,英特尔在2000年之时节推出了USB 2.0 HS(High Speed),传输提高至480 Mbps。

    USB在2008年公布了USB 3.0的正规,传输速度高达5 Gbps。到了USB 3.0的日月,把称为SS(Super Speed)。其次生产至今,USB 3.0已经化为最普及的激流接口,丰盛的被采用在各式外接市场上,如:外接式硬盘、固态硬盘(SSD)、DVD播放器…等。

    USB的主要变革─Type-C生产


    面对其他高速接口的挑战,USB到了2013年也生产USB 3.1新标准,支持高达10 Gbps的传导速度,并更名为USB 3.1 Super Speed Gen 2,而原本支持 5 Gbps的USB 3.0则称为USB 3.1 Super Speed Gen 1。

    Type-C谱于2014年8月公告,虽然被包含在USB 3.1的原则里,但是其实Type-C仍然有USB 2.0的原则。下列为Type C四大特点:

    1. 较小的尺寸:在尺寸上与现有USB 2.0 Mirco-B相似。

    2. 能源充电:Type-C名将支持更高的水源充电能力。

    3. 可扩展性:Type-C的统筹将支持未来USB的性质。

    4. 可用性:支持正反面都可插入,租用者将不再需要分辨正反面,更容易将接口插入。

    Type C最后版的尺寸约8.4mm x 2.6mm,比USB 2.0的Micro-B稍大。伊充电能力本身支持到15W,同时也支持USB Power Delivery谱,高高的将支持到100W的供电能力。在传输速度上,除了支持现有USB 3.1 Super Speed Gen 2的10 Gbps外面,也预期将能支持到后续更高的传导速度(如USB 4)。采取上支持正反可插(如苹果计算机的Lightning接口),更可扩大适用于平板电脑、智能手机等轻薄型便携设备,所以格外受到市场期待。

    Type-C的探测器设计,与往年的USB玉器有很大不同,采取了上下排同时存在端子的全封闭式。板端的探测器(Receptacle)只有唯一的一种淘汰式,为24支端子的统筹。在板端连接器的局面上,则有Vertical、Right Angel、Mid-Mount等形式。端子脚的样式也分别有Dual-Row SMT、Hybrid等形式。而在线端的探测器(Plug)则有两种设计,分别为支持高传输速度的Full Featured本子与USB 2.0本子两种。出于Type-C为上下排端子设计,因为在线缆加工上,必须在Plug尾端进行Paddle Card联网,芯线才加工在Paddle Card上。同时协会也定义了,若Type-C线缆要支持3A上述的供电能力时,必须有USB Type-C Electronically Marked来注记。在线缆规格的部份,重大有下列三大项:

    1. 专业Type-C线缆

    2. 风USB线缆

    3. 风USB转换器

    专业Type-C线缆中,有USB Full Featured Type-C线缆与USB 2.0 Type-C线缆两种规格。

    风USB线缆中,有分USB 3.1与USB 2.0两种规格。USB 3.1谱中定义了:USB Type-C to USB 3.1 A线缆、USB Type-C to USB 3.1 B线缆、USB Type-C to USB 3.1 Micro-B线缆等3款。USB 2.0谱里头定义了:USB Type-C to USB 2.0 A线缆、USB Type-C to USB 2.0 B线缆、USB Type-C to USB 2.0 Mini-B线缆、USB Type-C to USB 2.0 Micro-B线缆等4款。

    风USB转换器中,有USB Type-C to USB 3.1 Receptacle转换器与USB Type-C to USB 2.0 Micro-B Receptacle转换器两种。

    在测试规格上,Type-C的统考有下列几项关键的要求:

    1. 布局测试:Type-C重大采用在手持装置上,因而与USB Micro-B一样,要求耐插拔1万次之高寿命。插入力与拔出力也与原有USB另外Type有所不同,Type-C的插拔力为5~20N,帮出力为8~20N。同时必须进行线缆弯曲试验与线缆拔出试验,如Micro-B一样,Type-C也必须进行4轴向测试。

    2. 燃气测试:在低阶额定电阻(LLCR)的统考上也有改变,初始值从原来的30mΩ成为40mΩ。除此之外,Type-C必须进电流温升高考,在Vbus端子给予5A的核电,且在Vconn端子给予1.25A的核电,温度的转移量不能超过30oC。

    3. 空气测试:与USB 3.0渴求相同,恪守EIA 364-1000.01专业运作环境测试。

    4. 电镀要求:与USB 3.0渴求相同。

    5. 高频测试:Type-C的正规与往年USB专业最大不同处,在于Type-C针对板端连接器也定义出层层的高频测试要求,Type-C板端连接器与专业Type-C线缆高频测试要求如表2(风USB线缆的统考要求则不同)。

    表面2:Type-C板端连接器与专业Type-C线缆高频测试要求

    上述的高频测试完成后,还有5项参数必须透过USB村委会所公告的花园式进行换算,才能得知此Type-C线缆是否符合协会之要求:

    1. ILfitatNq(Insertion Loss fit at Nyquist frequency)

    2. IMR(Integrated Multi-Reflection)

    3. INEXT(Integrated Near-end Crosstalk)

    4. IFEXT(Integrated Far-end Crosstalk)

    5. IRL(Integrated Return Loss)

    借鉴各测项上皆涉及精密的高频讯号、机械特性、燃气性能以及环境变化等项目的统考与验证,销售商在认证测试时亟需专业实验室的救助与咨询。村委会正式授权的画室能够提供专业的技能支持及设备仪器,以完整重现这些产品在真实世界中可能遭遇的种种状况,并指出问题风险所在,确保产品符合质量要求、健全展现功能需求。

    因为USB 3.1初步要求到10 Gbps的传导速度,因而在线材屏敝(Shielding Effectiveness Requirements)题材上也格外受到重视。石材屏敝的优劣将影响到EMI与RFI,因而USB村委会针对线材屏敝的统考也定义了谨慎的统考要求,如图1所示为建材屏蔽设测环境:

    希冀1:石材屏蔽设测环境(希冀来自Type-C 1.0谱)


    Type-C的继续发展


    Type-C的进步始终受到业界观注,东盟也将在2017年统一所有手机充电器的原则,并要求在手持装置上的探测器必须一致。此时此刻充电接口还未采取USB谱的苹果阵营格外受到关注,而这就是为何市场分析师预期Type-C名将能在iOS与Android两大阵营的大力支持下,加快切换的步伐,起先新一代USB接口规格世代交替潮。

    另一番Type-C玉器的要害对象,是希望能代替现有的USB 2.0 Micro-B玉器,做为开发式行动装置的专业传输线规格。过去USB 2.0 Micro-B玉器,把广大智能型手机等行动装置采用,但到了USB 3.0一代,虽然传输速度大幅提升,但碍于USB 3.0 Micro-B玉器的增幅超过USB 2.0的两倍,对于轻薄化要求高的开放型手机而言太宽,所以少有智能型手机大厂采取USB 3.0 Micro-B玉器。USB村委会希望能透过推出新一代Type-C玉器,来统一行动装置的干线规格。仰望Type-C能成为整个装置在数量、轻工业、影音传输上都可租用的专门接口标准。

    唯一可惜之处是,USB Type-C与当今USB端口并不兼容,若是在现有的无绳电话机或是计算机上采取,得配上转换器才可采取。此时此刻在市面上尚未出现已搭配USB 3.1端口的设置,但按照以往USB谱普及的进度,相信不久之前途,顾客们就足以见识并体验到USB Type-C带来的方便。


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