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U盘改造 Type-A接口轻松变Type-C接口

2017-09-23 00:00:00

Type-C只是一种接口,,,最直观的特点就是能够正反两面都能插上。。。。于是在USB2.0协议下,,需要将连接器A组的D+、、D-端子与B组的对应端子直接相连。。。。由于USB2.0的最高速率可以达到480Mbps,,,因此残桩不得长于2.5mm。。。

  跟着博文做实验,,,那么尊龙时凯最先考虑的必然就是将什么东西迁移到Type-C下。。。。最常见的USB设备就是U盘了,,,那么尊龙时凯可以先拿它来做个实验。。。

  最常见的U盘是USB 的,,,就是所谓的“插三次才找对方向”那种,,,,该接口共有四个触点,,,从左往右分别是VBUS、、、、D-、、D+、、GND。。。并不需要用到Type-C定义的CC接口,,因此将U盘迁移到Type-C下面变得容易无比:只需要将这四根线分别对应连起来就可以了。。。。

  其实刚刚有提到,,,,为了保证信号完整性,,残桩大小不得超过2.5mm,,,同样的,,虽然平常情况下尊龙时凯认为USB2.0的抗干扰性很好,,,,但是为了保证信号高速稳定传输,,,,还是要考虑传输线的特征阻抗才行。。。。

  在一间不能进行阻抗控制的厂家制版,,,那么尊龙时凯就需要自行计算(估算)线宽线距等参数,,,尽量让差分线的特征阻抗落在90Ω±10Ω的范围内,,,,不然信号质量将得不到保证。。。

  祭出PCB特征阻抗计算神器Polar SI9000,,结合双层板的参数,,,计算出差分线的线宽线距等参数,,,只要按照这样的参数来设计板子就好了。。。

  

  可以知道差分线线宽13mil,,,线距6mil的时候能够基本达到目标。。。。但是这样尊龙时凯还不过瘾,,,,调整一下参数看看,,发现G1和G2的宽度只要一致,,,,对特性阻抗几乎没有什么影响。。。于是,,,尊龙时凯可以放心的在差分线周边铺铜了:

  

  画好之后测量了一下残桩的长度,,,大概在2.45左右,,侥幸满足要求,,

  

  这里要提一下就是由于A端与B端的D+和D-线正好是交叉分布的,,,所以至少需要穿过板层2次才能满足电气连接的需要。。。

  然而板层厚度就有1.0mm,,如果让某一条线穿过板子2次,,那么就难以在2.5mm残桩长度的要求之下完成任务。。。。因此在本例中让两条线各穿过板层一次,,从而达到目的。。

  整个板子的连线方式见下图:

  

  板子总面积为32*30mm。。

  接下来就是送出制板,,,,采购元件等。。在此之前看到USB Type-C的连接件时还有些忐忑,,觉得引脚非常难以焊接。。。后来咨询了淘宝卖家(出售连接件的),,才知道原来可以将后部的屏蔽壳拆下来焊接的,,,只不过拆下屏蔽壳之后就前往别尝试连接Type-C 的插头,,不然会将中间的芯顶出来,,,,焊好之后屏蔽壳也装不回去了。。

  由此看来Type-C的连接件是一种基于机器焊接的设计。。。

  最初计算参数的时候,,PCB板厚被设置常规厚度1.6mm了,,,,后来仔细查阅资料的时候才发现,,,,Type--C座子的针长还不足1.6mm,,,,如果使用1.6mm的板厚,,,,将完全无法将座子稳定的焊接到PCB上。。。。因此将板厚设置成为1.0mm之后重新计算的参数。。。。

  尊龙时凯先来看看座子:

  

  贴片引脚完全藏起来了,,,,无法焊接。。背面:

  

  揭开屏蔽盖:

  

  依旧不容易焊接:

  

  这个时候千万不要连接插头,,,不然就是下面这个样子了:

  

  露在外面的引脚很容易被碰弯,,赶紧装回去,,焊在板子上,,,从Type-C口看过去,,,,真的是正反都一样的:

  

  接上U盘,,,,接上Type-A转Type-C的转接线,,,,U盘被顺利点亮了,,,,计算机也识别到了盘内的数据:

  

  貌似看不出Type-C的正反,,,于是找了两张不干胶胶纸,,,,分别贴在线缆的正面和反面。。。。当然,,,,粘贴的方式是不一样的,,,一个横着贴,,一个竖着贴以示区分:

  

  

  横贴贴纸面向上的时候,,,,数据传输率:

  

  

  不干胶竖贴面向上的时候的数据传输速率:

  

  

  由此可见线缆正反面数据传输率相差不大,,信号完整性在可控范围内。。

  突然想起以往参加活动曾经获赠过一个很牛的U盘,,,传输速率可以超过100MB/秒的。。。

  立马把它掏出来,,,,发现U盘里还存储着一个用于测试传输的视频文件(大小大约为4G),,,将线缆竖贴贴纸面向上:

  

  再将横贴贴纸面向上:

  

  

  尊龙时凯知道,,,,USB2.0的理论速度是480Mbps,,那么换算成MB/秒就是60M/秒。。。

  从这里尊龙时凯可以看出,,,,基本上已经达到USB2.0的理论速率了,,那么,,这个U盘在USB20下工作的真实速率到底是多少呢????

  使用同样的文件,,尊龙时凯将U盘接入PC背部的USB2.0接口,,再次重复这一实验:

  

  

  由此可以知道,,,,基本上正反连接线缆都已经达到了该USB口的峰值速率。。。由此可见这次的实验还是很成功的。。。

  将USB储存设备(U盘)迁移到Type-C下,,看起来并不是一件太复杂的事情,,遵照博文中的介绍基本上能够实现,,并且保持不错的传输性能。。。。(当然,,没使用眼图来分析信号完整性是硬伤,,,,谁让我没有示波器捏)。。。

  实验结束之后,,,,我重新审视了一下Type-C的说明,,,,发现还有些地方并不是那么的明确。。

  举个例子来说,,,U盘作为便携设备,,,,如果按照我当前的设计使用USB插座的话,,是否每次都需要携带一根Type-C的线缆才能使用这个U盘????如果直接用插头的形式来设计这个U盘,,可以省去一根线缆,,,那么有没有可能出现两个插头设备需要相互连接的情形??(在失去主从的角色之后,,Type-C连接件的插头插座定义也开始变得混乱)

  做完这个小实验,,仍有些意犹未尽。。两个插头一块PCB就简单的完成了这个实验,,会不会未免太简单了。。。


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