Złącze USB typu A
Definicja
USB Standard‑A, zwykle nazywane USB typu A, to prostokątne złącze tradycyjnie stosowane po stronie hosta: w komputerach, koncentratorach, ładowarkach i innych urządzeniach nadrzędnych. Nie można go włożyć w dowolnej orientacji. USB 1.x/2.0 ma 4 styki; wersja SuperSpeed dodaje 5 styków, łącznie 9 styków, zachowując mechaniczną zgodność z wtykami USB 2.0.
Wersje i możliwości
| Specyfikacja | Powszechna nazwa handlowa | Maksymalna surowa szybkość transmisji | Typ A |
|---|---|---|---|
| USB 1.0 / 1.1 | Low‑Speed / Full‑Speed | 1.5 / 12 Mbit/s | 4 styki |
| USB 2.0 | Hi‑Speed | 480 Mbit/s | 4 styki |
| USB 3.0 / USB 3.1 Gen 1 | SuperSpeed USB 5Gbps | 5 Gbit/s | 9 styków |
| USB 3.1 Gen 2 / USB 3.2 Gen 2x1 | SuperSpeed USB 10Gbps | 10 Gbit/s | 9 styków |
Wyprowadzenia USB 1.x / USB 2.0 — 4 styki
Numery styków są elektrycznie takie same we wtyku i gnieździe. Ich położenie na rysunku jest lustrzane, gdy oba elementy pokazano od przodu, w pozycji gotowej do połączenia.
| Styk | Nazwa | Typowy kolor | Funkcja |
|---|---|---|---|
| 1 | VBUS | Czerwony | Zasilanie o nominalnym napięciu +5 V |
| 2 | D− | Biały | Ujemna linia różnicowa danych |
| 3 | D+ | Zielony | Dodatnia linia różnicowa danych |
| 4 | GND | Czarny | Masa i powrót prądu zasilania |
| Obudowa | Ekran | Oplot / przewód odprowadzający | Ekran kabla i obudowa urządzenia |
Wyprowadzenia SuperSpeed USB 3.x — 9 styków
Cztery styki USB 2.0 nadal są obecne. Pięć dodatkowych styków przenosi pary SuperSpeed i ich masę odniesienia.
| Styk | Nazwa | Krótki opis funkcji |
|---|---|---|
| 1 | VBUS | Zasilanie o nominalnym napięciu +5 V |
| 2 | D− | Ujemna linia danych USB 2.0 |
| 3 | D+ | Dodatnia linia danych USB 2.0 |
| 4 | GND | Powrót prądu zasilania |
| 5 | SSRX− | Ujemna linia odbiorcza SuperSpeed |
| 6 | SSRX+ | Dodatnia linia odbiorcza SuperSpeed |
| 7 | GND_DRAIN | Masa odniesienia / przewód odprowadzający SuperSpeed |
| 8 | SSTX− | Ujemna linia nadawcza SuperSpeed |
| 9 | SSTX+ | Dodatnia linia nadawcza SuperSpeed |
| Obudowa | Ekran | Ekran i obudowa urządzenia |
Nazwy RX/TX podano z perspektywy portu hosta. W kablu pary nadawcze i odbiorcze krzyżują się w kierunku drugiego urządzenia.
Napięcie i prąd
| Tryb zasilania | Napięcie nominalne | Maksymalny deklarowany prąd |
|---|---|---|
| USB 2.0, przed konfiguracją | 5 V | 100 mA na jednostkę obciążenia |
| USB 2.0, urządzenie skonfigurowane | 5 V | 500 mA |
| USB 3.x, przed konfiguracją | 5 V | 150 mA na jednostkę obciążenia |
| USB 3.x, urządzenie skonfigurowane | 5 V | 900 mA |
| USB Battery Charging 1.2 | 5 V | do 1.5 A na zgodnym porcie |
Własne tryby ładowarek z portem typu A mogą udostępniać większy prąd, ale nie należy ich zakładać bez wyraźnej identyfikacji lub dokumentacji. W projekcie zgodnym z innymi urządzeniami przestrzegaj granic faktycznie wykrytego trybu USB lub Battery Charging.
Dobór kabla i zalecana długość
Przewody danych
- USB 1.1 / 2.0: użyj ekranowanej skrętki o impedancji różnicowej 90 Ω, zwykle 28 AWG; praktyczna maksymalna długość dla Hi‑Speed wynosi 5 m.
- USB 3.x 5 Gbit/s: użyj kabla SuperSpeed o kontrolowanej impedancji 90 Ω z ekranowanymi parami; typowa praktyczna maksymalna długość to około 3 m.
- USB 3.x 10 Gbit/s: wybierz krótki certyfikowany kabel, zwykle 1 m, a zależnie od konstrukcji do około 2 m. Sam przekrój AWG nie gwarantuje integralności sygnału.
Przewody zasilania
Poniższe wartości są zaleceniem inżynierskim, obliczonym dla miedzi w temperaturze 20 °C i maksymalnego spadku napięcia około 5% (0.25 V) w całej pętli VBUS + GND. Ostateczna długość musi też mieścić się w ograniczeniach transmisji danych.
| Przewód zasilania w kablu | Typowa rezystancja pojedynczego przewodu | 500 mA | 900 mA | 1.5 A |
|---|---|---|---|---|
| 28 AWG | 0.213 Ω/m | 1.2 m | 0.65 m | 0.39 m |
| 26 AWG | 0.134 Ω/m | 1.9 m | 1.0 m | 0.62 m |
| 24 AWG | 0.084 Ω/m | 3.0 m | 1.65 m | 0.99 m |
| 22 AWG | 0.053 Ω/m | 4.7 m | 2.6 m | 1.57 m |
| 20 AWG | 0.033 Ω/m | 7.5 m | 4.2 m | 2.50 m |
Wskazówka praktyczna: jeśli kabel USB 2.0 o długości 3–5 m rzeczywiście zasila urządzenie, użyj przewodów zasilania 22–24 AWG i pary danych 28 AWG. Dla 900 mA lub 1.5 A skróć kabel albo zastosuj 20–22 AWG. Sprawdź napięcie na urządzeniu pod obciążeniem.