科普:什麼是雙口盲插
在現在的智能設備中,用戶能夠聽到的新潮詞彙愈來愈多,其中盲插這個詞彙代表著用戶能夠在使用時無需再仔細分辨接口,只要對準接口就能插入並成功連接。而這個詞彙一提起就讓人覺得與USB-C端口不分彼此,因此,充電頭網將從USB端口的角度進行講解什麼是雙口盲插,淺析其中能夠實現成功連接的原理。
USB端口不同
USB(Universal Serial Bus通用串行總線)是一種串口總線標準,換而言之就是一種輸入輸出接口的技術規範。發展至今,市面上主流使用的USB端口形式有Micro-USB、USB-A以及USB-C。
Micro-USB端口
相必老用戶都知道以前的手機後蓋是可以拆卸更換電池的設計,雖在現在的安卓手機上,USB-C接口已逐漸取代Micro-USB接口,但不可否認的是,Micro-USB依然是保有量最多的接口。Micro-USB接口外形近似於梯形,並不支持物理盲插。
普通的Micro-USB 2.0線材內部一般擁有4個針腳,其中Vbus 用於電力傳輸,GND用於接地,D+、D-用於傳輸數據;Micro-USB在安全範圍內的最大承載電流為2A,對Micro-USB線進行了特別設計,其中看到的多出來的觸點用於過更大電流以保證安全或更大電流通信。此外MiNi-USB、Micro USB 3.0 b型公口等等這裡就不過多講。
USB-A端口
USB-A是一個傳統的USB主機端口設計,最常見在電腦主板、U盤或是充電器端口等等,是最容易識別的設備之一;同樣是一個外部總線標準,多用於規範電腦與外部設備的連接和通訊。USB-A端口內部擁有膠芯,近似矩形設計,也不支持物理盲插。
普通的USB-A端口內部一般擁有4個針腳,其中Vbus 用於電力傳輸,GND用於接地,D+、D-用於傳輸數據;而現在仍然使用在充電器端口或者USB-A線材端口,並且不少廠商對USB-A內部的針腳進行特別設計,其中看到的多出來的觸點或支持自家私有協議識別針腳,亦或是搭載其他功能,這裡就不做過多篇幅講解。
USB-C端口
正在使用USB-C端口設備的用戶基本都有所了解,USB-C端口內部有4對TX/RX分線,2對USBD+/D-,一對SBU,2個CC,另外還有4個VBUS和4個地線,滿針腳為24 針,上下各12針。並且自從2014年USB-C規範發布後,許多新款的Android移動設備、筆記本電腦、台式機甚至是遊戲機等3C設備開始使用這種連接端口
。
上圖為USB-C母座內部圖,可以看到盲插需要消耗多一倍的線纜和電氣元件。
USB-IF協會對搭載在智能設備上的USB-C端口進行明確規定,滿針引腳數為24個。
其次USB-C端口公頭由於功能設計原因,因此用戶會看到不同規格的USB-C線材端口公頭內部針腳數量不一,以實現充電、數據傳輸、視頻拓展等不同功能。
而上圖為各個針腳的對應工作原理,不同方向的公座連接母座後可以發現,由於正面觸點連接不同,通過USB-C接口帶有專用的通信線,即CC(channel configure)線來識別正負;CC線首先是用來判斷設備插入的方向:正插或反插;如果是正插,主機使用CC1來和設備通訊,反插使用CC2,可以看到CC使用的是單線協議。
並且CC線可以傳輸USB PD協議,SBU線在DP功能開啟時,可作為DP快充協議中的AUX_P/AUX_N差分線(它的極性是可以根據正反插方向修改的);同時支持DRP (dual role port) type C接口,可以在電源和負載之間進行角色轉換,進而支持功率雙向傳輸。
USB-C端口使用
由於USB-C端口的易用性及通用性,並且接口規範的體型更小,迅速出現在各大設備的傳輸、供電等端口上。
在蘋果今年新發布的新款MacBook Pro M2上仍然搭載USB-C端口,可實現充電、數據傳輸以及視頻拓展等功能。
市面上主流的充電器同樣搭載USB-C端口,並且可搭載PD、QC等快充協議,可實現更高功率的輸出。
在日益發展的顯示器產品中,逐漸開始搭載USB-C端口,使用支持視頻傳輸的C to C線材連接端口,通過內部不同的通信線握手,可實現信號傳輸、音頻傳輸等等功能。
功率盲插
雙口盲插,一方面指的是USB-C接口的特性,支持物理盲插,還有一種指的是功率盲插。
現在很多大功率PD充電器都配備了2個甚至多個USB-C接口,雖然都為USB-C接口,但支持的功率卻有所不同。上圖是來自公牛的100W充電器,它配備了3個USB-C接口以及1個USB-A充電接口。
這是公牛100W充電器的參數:
型號:GNV-AU1B04
輸入:100-240V 50/60Hz 2.5A Max
輸出:USB-C1/C2:5V3A,9V3A,12V3A,15V3A,20V5A,
USB-C3:5V3A,9V2.22A,12V1.5A
USB-A:5V3A,9V2A,12V1.5A
總輸出功率:100W Max
可以看到在輸出方面USB-C1和USB-C2均支持最高20V5A 100W的快充功率,也就是說對於用戶來講,拿著USB-C快充線無論是連接充電器的C1還是C2接口都可以獲得最高100W的快充功率,無需刻意區分接口,這就叫功率盲插。
充電頭網總結
根據歷年來的USB-C接口規範形式,盲插似乎是首次出現在USB端口上的詞彙,並且字如其“口”,無需識別正反面,無USB-A端口的側面膠芯,也無Mirco-USB端口的梯形設計,帶來的是更扁平小巧的規範設計,廣泛運用在各種智能產品之上。
其次,正反盲插的首創靈感似乎是來自與Lightning 端口,不得不說,蘋果還是領先的科技公司。但USB-C接口所搭載的功能更加全面,速率更快以及適配性更好;再者就是搭載在充電器上功率盲插,更多的是充電器的設計方案策略,但終歸是無端口就無方案;最後,USB-C端口給現代科技帶來更高的便利以及上限,期待未來的持續發展與創新設計。