作者： Art Pini

我第一次接觸 USB Type-C 連接器 (USB-C) 時(shí)感覺(jué)棒極了。多年來(lái)，我們嘗試將 USB-A 連接器插頭插入配對(duì)插口時(shí)，總是會(huì)發(fā)現(xiàn)插頭方向反了，后來(lái)我們終于找到了一種無(wú)論插頭方向如何都能正確配對(duì)的 USB 連接器。這就是 USB-C 連接器帶給我們的驚喜，當(dāng)然不僅僅是這一項(xiàng)驚喜。這種連接器還擁有高達(dá)每秒 40 千兆比特 (Gbps) 的數(shù)據(jù)傳輸速率，能用于供電且支持多個(gè)數(shù)據(jù)及顯示協(xié)議，同時(shí)滿足信號(hào)完整性和電磁干擾 (EMI) 要求。

在印刷電路板（PC 板）上實(shí)現(xiàn) USB-C 連接時(shí)，設(shè)計(jì)人員一直在努力節(jié)省空間，同時(shí)確保可靠的連接。[Stewart Connector](https: 的 USB-C 插座就是為滿足這些經(jīng)常相互沖突的要求而設(shè)計(jì)的。如圖 1 所示為符合 USB 3.2 Gen 2（原 USB 3.1）（左）或 USB4（右）規(guī)格的插座。

圖 1：所示為用于 USB 3.2 Gen 2（左）和 USB4（右）的 USB-C PC 板插座。（圖片來(lái)源：Stewart Connector）

這種直角插座具有屏蔽功能，可向下兼容以較低速度運(yùn)行的早期 USB 版本。[SS-52400-002] 和 [SS-52400-003]符合 USB 3.2 Gen 2 標(biāo)準(zhǔn)，適用板厚為 0.039 英寸(1 mm) 和 0.063 英寸 (1.60 mm)。[SS-52400-005] 符合 USB4 標(biāo)準(zhǔn)，適用于 0.047 英寸 (1.20 mm) 厚的電路板。

如上所述，USB-C 插頭和插座是可以反插的。觸點(diǎn)的排列方式既是公頭，也是母頭。根據(jù) USB 供電 (USB PD) 標(biāo)準(zhǔn)，這些連接器可提供單組電力傳輸、數(shù)據(jù)傳輸和音頻/視頻輸出。USB-C 插座信號(hào)分配如圖 2 所示。

圖 2：所示為 USB-C 插座信號(hào)分配。（圖片來(lái)源：Stewart Connector）

如表 1 所示，USB-C 連接器中有許多用于數(shù)據(jù)和電力傳輸?shù)男盘?hào)。

表 1：USB-C 連接器支持配電、備用數(shù)據(jù)模式和 USB 兼容模式。（表來(lái)源：Art Pini）

USB PD 是一種智能功率輸送規(guī)范。它使用通道配置 (CC) 線來(lái)協(xié)商供電端和用電端（負(fù)載）之間的電力合約。電壓水平可高于 5 伏，并允許使用可編程電源。

Stewart Connector SS-52400-002 和 SS-52400-003 USB 3.2 Gen 2 插座在 20 伏和 5 安培 (A) 電壓下的最大功率為 100 瓦。SS-52400-005 USB4 插座的額定功率為 20 伏 7 安時(shí) 140 瓦。所有 USB-C 插座的工作溫度范圍為 -40 至 105°C。

USB PD 在設(shè)備間建立電力合約后，像顯示端口 (DP) 一樣將使用廠商定義信息 (VDM) 啟動(dòng)交替模式數(shù)據(jù)鏈路。隨后，DP 將進(jìn)行鏈路訓(xùn)練，以建立 DP 發(fā)送端與接收端之間的關(guān)系，確保視頻或音頻等流數(shù)據(jù)的穩(wěn)健連接。DP 輔助 (AUX) 信號(hào)使用 SBU（SBU1 和 SBU2）信號(hào)引腳。AUX 通道負(fù)責(zé)鏈路管理和測(cè)試模式控制。SuperSpeed SSTx1、SSTx2、SSRx1 和 SSRx2 線路構(gòu)成差分?jǐn)?shù)據(jù)通道，提供高速數(shù)據(jù)鏈路。專用的 Dp 和 Dn 線路保持了與舊版 USB 標(biāo)準(zhǔn)（USB 2 及更低版本）的兼容性。

USB PD 不僅用于供電，還能同步交替模式中使用的各種協(xié)議。支持的串行數(shù)據(jù)協(xié)議包括 Thunderbolt、DisplayPort、高清多媒體接口 (HDMI) 和移動(dòng)高清鏈路 (MHL)。使用 VDM 可以輕松添加其他接口。

Stewart Connector USB-C 插座采用超薄設(shè)計(jì)，能最大限度地利用現(xiàn)有的 PC 板空間，從而帶來(lái)了更多價(jià)值。插座采用混合引腳設(shè)計(jì)，使用通孔和表面貼裝引腳連接到 PC 板的頂層和底層。在制造方面，USB-C 插座采用卷帶包裝，適用于自動(dòng)拾放操作。

結(jié)語(yǔ)

能用上可反插的連接器固然令人興奮，但我們很快就會(huì)發(fā)現(xiàn)，USB-C 的用途遠(yuǎn)不止這個(gè)。它為不同的音頻、視頻、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和通信協(xié)議提供了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)連接器。它還為正在開發(fā)的新興標(biāo)準(zhǔn)提供了支持。Stewart Connector 的解決方案有助于滿足設(shè)計(jì)人員的需求，可確?？煽俊⒕o湊的 USB-C PC 板連接。

審核編輯 黃宇