了解USB规格以选择合适的电缆、插头和插口
发布日期:2024-04-24
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作者：Terry Persun
USB（通用串行总线）电缆、连接器和插口广泛用于各种工业应用，例如工业传感器、控制模块、电子标牌、收银机终端等。要为应用选择正确的产品，关键是要记住不同世代的 USB 设备会直接影响性能。
长期以来，USB 一直是连接键盘、鼠标、相机、手机充电器、计算机和墙壁适配器等一切设备的标准。这些连接器用于在设备之间传输数据和电能。早期的 USB 电缆和连接器只能以最高约 12 Mbps 的低速传输数据，直到 2000 年 USB 2.0 的推出。从那时起，人们开始追求更快的设备速度，需求飞速增长。
本文讨论了不同类型的 USB 连接器和电缆及其功能的必要详细知识，以提供针对特定应用做出正确选择所需的信息。
USB 版本及其功能
USB 2.0 为用户提供了 480 Mbps 的速度，是 20 世纪 90 年代提供的初代 USB 的 40 倍，后者只能处理 12 Mbps。新版本设计有四根连接线，可使用长达 30 米的电缆互连设备。尽管人们认为此类电缆能够高速传输数据，但它们不支持视频。这些连接器和电缆可支持电流高达 500 mA 的电源，而旧版本则不行。在四线电缆中，白线和绿线用于数据传输，红线和黑线用于供电：红线为 5 V 供电线，黑线为接地线。USB 2.0 接口内部为黑色，很容易识别。当时，这些更新的 USB 功能为当时的多种应用提供了更大的灵活性，时至今日依然适用。
USB 2.0 推出八年后，USB 3.0 面世。3.0 版本为用户提供了更快的数据速度，确切的说是 10 倍的速度，被视为超高速设备。这些电缆和连接器支持视频数据传输。USB 3.0 电缆和连接器的设计数据传输速度为 4,800 Mbps（接近 5 GB）。当用于在硬盘驱动器或控制器中备份或传输大量数据时，这种超快的传输速度正好能派上用场。增加的跳线用于同时提供双向通信。专业摄影师热衷于使用 USB 3.0 连接器，因为他们需要在多台设备之间传输高分辨率图像，以及将这些图像上传到高速网络计算机。
3.0 USB 版本虽然速度更快，但只能在 18 米长的电缆范围内互连设备。与 USB 2.0 的四线连接器不同，该版本采用九线连接器，提供了合适的环境来提高设备所需的处理速度和带宽。该技术还允许电缆和连接器兼容高达 900 mA 的电流，并能够提供更高的能效以用于高耗电设备。
值得注意的是，USB 2.0 标准版本连接器和 USB 3.0 标准连接器提供了完全不同的规格。因此，需要确保目标应用与您计划采用的 USB 连接器和电缆的特定功能相匹配。USB 2.0 连接器很好辨认，因为 USB 2.0 端口是黑色的，而 USB 3.0 端口是蓝色的。USB 3.0 设备可向后兼容，可与其他 USB 版本（例如 USB 2.0）配合使用。但是，连接速度将受限于 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计算机，并成为了制造标准。这些设备在大多数行业中随处可见，从传感器和变送器到数据集线器、控制器和计算机，使用 USB 电缆可连接一切。
USB 电缆和跳线组件
GlobTek, Inc. 提供全套 USB 电缆和跳线组件，具有多种配置和组合，包括基于客户特定应用要求的非标准配置。
该公司的全系列 USB 电缆组件符合 USB 2.0、USB 3.0 和/或 USB 3.1 标准，并提供各种屏蔽和非屏蔽长度。还提供其他电缆连接器选项，例如直流电源插头以及钝切或剥皮和镀锡端子。电缆组件采用 PVC 或 TPE 无卤素护套材料包裹。此外，还可根据要求提供具有额外特性的定制 USB 连接器外壳。
对于电缆和跳线组件，GlobTek, Inc. 提供 100 mm 及以上的各种长度以及多种颜色，适用于非常需要快速视觉识别的敏感设备。许多现成产品均已安装标准端子、插头和插座。
USB 接口类型在大多数商业和工业环境中都有特定用途。例如，USB Type-A 与电源插座和计算机配合使用，用于为设备充电。由于这些连接器和电缆（如图 1 所示的 USBA2C1MOUSBCR）只能单向插入设备端口，因此用户不容易接错。USB Type-B 端口通常用于将外设（例如打印机、扫描仪和外置硬盘）连接到计算机或控制器。这些连接器并不像通用连接器那么常见。
图 1：图示为 USBA2C1MOUSBC(R)，这是一款带 1.00 米非屏蔽线的 USB 2.0 Type-A 公头转 Type-C 公头电缆。USB Type-A 连接器只能单向插入设备端口，因此用户不会接错。（图片来源：GlobTek, Inc.）
如图 2 所示，USBCM302M0MICBMMBKR 等产品用于移动设备，例如手机、平板电脑、MP3 播放器和相机，以及工业环境中使用的便携式仪表或控制单元。在直接连接到设备的闪存驱动器或记忆棒等应用中，USB Type-B micro 允许在不连接到计算机的情况下读取数据。与 Type-A 连接器类似，这些装置只能单向插入端口，否则就会造成损坏。
图 2：图示为 USBCM302M0MICBMMBKR，这是一款带 2.00 米屏蔽线的 USB Type-B micro 公头转 Type-C 公头电缆，通常用于将设备直接连接到闪存驱动器或记忆棒，而无需通过计算机连接。（图片来源：GlobTek, Inc.）
最新的连接器设备是 USB Type-C。此类连接器和电缆（如图 3 所示的 USBCM311M0USBCMMMWHR）专为高速数据传输和更高电流而设计，使设备能够更快地充电。与其他 USB Type 连接器不同，USB Type-C 可以双向插入设备。
图 3：USBCM311M0USBCMMMWHR 是一款带 1 米长屏蔽线的 USB-C 公头转 USB-C 公头电缆，能够处理 10Gbps 的数据速率。（图片来源：GlobTek, Inc.）
总结
USB 连接器和电缆组件是日常生活中不可或缺的组成部分。这些组件几乎已进入每家每户，用于将笔记本电脑和台式计算机与多个外设互连，以及将手机和平板电脑连接到电源。此外，USB 元器件还用于自动化领域，该领域要求计算机能够与远程传感器和变送器进行高速数据传输。GlobTek 的认证和质量承诺使其成为可靠的供应商，能够满足消费者和制造商等各方的需求。
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