USB Type C, назначение выводов и схемы интерфейса

USB Type-C™ представляет собой симметричное 24-контактное соединение, созданное некоммерческой организацией USB-IF*. Спецификация USB Type-C™ была впервые опубликована в августе 2014 года.

USB Type-C - это универсальный тип соединения, который удовлетворяет потребности широкого спектра электронной техники, включая фототехнику, вычислительные системы, дисплеи, зарядные устройства и др. Долгосрочная перспектива интерфейса USB Type-C - заменить все предыдущие версии USB, значительно расширив при этом общие возможности.

Далее в материале мы сосредоточим внимание на цоколевке разъема и штекера USB Type-C и назначении выводов.

Назначение контактов USB Type-C. Вид с внешней стороны.

Назначение контактов. Вид с внешней стороны.

Штекер содержит 24 контакта (12 контактов на каждой стороне). "Верхняя" линейка нумеруется A1-A12, "нижняя" — B1-B12. По назначению, контакты каждой линейки можно разбить на 6 групп: USB 2.0, USB 3.1, "питание", "земля", "согласующий канал" и "дополнительный канал".

6 групп контактов в USB Type-C


Собственно, USB 3.1. Линии высокоскоростной передачи данных: TX+, TX-, RX+, RX- (контакты 2, 3, 10, 11). В кабеле эти пары перекроссированы, и что для одного устройства является RX (прием данных), другому представляется как TX (передача данных). И наоборот. При необходимости эти пары могут, переназначены для решения других задач, например — для передачи видео.

Версия USB 2.0. Линии низкоскоростной передачи данных: D+, D- (контакты 6, 7). Стандарт USB 2.0 включили в порт для совместимости с устройствами выпущенными ранее.

Плюс питания — Vbus (контакты 4, 9). Стандартное напряжение 5 вольт. Ток выставляется в зависимости от потребностей периферии: 0,5А; 0,9А; 1,5А; 3А. Согласно спецификации порт может обеспечить передаваемую мощность до 100Вт, и при необходимости порт способен питать монитор, заряжать ноутбук, аккумулятор светодиодной панели для фото видео съемки напряжением 20 Вольт.

GND — «Земля», минус питания (контакты 1, 12).

Configuration Channel - Согласующий канал (или конфигурирующий) — СС (контакт 5). Это главная особенность USB type-C.
Благодаря этому каналу система может определить:

  • Факт подключения/отключения периферийного устройства;
  • Ориентацию подключенного штекера. Если посмотреть на цоколевку и назначение выводов будет понятно, что, разъем и штекер при подлючении не могут быть абсолютно симметричеными, и в некоторых случаях устройству необходимо определить какой стороной установлен штекер;
  • Ток и напряжение, которое следует предоставить периферии для питания или заряда;
  • Необходимость работы в альтернативном режиме, например, для передачи аудио-видео сигналов;
  • Кроме функций мониторинга конфигурирующий канал в случае необходимости подает питание на активный кабель.

Sideband pins - дополнительный канал — SBU (контакт 8). Дополнительный канал предусмотрен для некоторых случаев. Например, при передаче по кабелю видео, по SBU передается аудио сигнал.

Распайка штекера USB Type-C

Распайка штекера USB Type-C.

Для проверки (прозвонки) кабеля USB Type-C можно воспользоваться следующей схемой:

Распайка кабеля USB Type-C

Схема распайки кабеля USB Type-C.


Разъем. Назначение контактов. Вид с внешней стороны.
Разъем USB Type-C. Назначение контактов. Вид с внешней стороны.


USB Power Delivery. Технология питания и заряда USB Type-C

USB PD Rev.2

У кабеля USB-C нет таких понятий как «коннектор-A» или «коннектор-B» — коннекторы у Type-C во всех случаях одинаковы.

Роли устройства обозначены новыми терминами.

  • DFP (Downstream Facing Port) - активное, питающее устройство (как порт USB-A);
  • UFP (Upstream Facing Port) - пассивное, приёмное устройство (как порт USB-B);
  • DRP (Dual-Role Power) - устройство может быть роли как пассивного так и активного и динамически изменяет свой статус устройство с активного на пассивное и наоборот.

Определение ролей подключённых устройств. При установлении соединения необходимо определить, кто будет выступать в качестве источника питания (Power Source) и потребителя (Power Sink). С точки зрения обмена данными, нужно определить хост Downstream Facing Port (DFP) и девайс Upstream Facing Port (UFP).

USB Type-C. Источник питания Power Source и потребитель Power Sink

Источник (он же DFP) подтягивает линии CC к плюсу через резисторы Rp или использует источники тока. Потребитель (UFP) в свою очередь через резисторы Rd подтягивает линии CC к минусу.

Активное устройство (DFP) определяется по резистору между контактами CC и Vbus.
Номинал резистора сообщает потребителю, на какой ток он может рассчитывать:
56±20% кОм — 500 или 900мА
22±5% кОм — 1,5А
10±5% кОм — 3А

USB Type-C. Штекер. Имитация активного устройства

Штекер. Имитация активного устройства.

Пассивное устройство (UFP) определяется по резистору между контактами CC и GND. Номинал резистора: 5,1кОм.

USB Type-C. Штекер. Имитация пассивного устройства

Штекер. Имитация активного устройства.


Переходник USBmicro - USB-C

Переходник USBmicro - USB-C

Переходник micro-USB 2.0 на USB type C служит для подключения устройств с гнездом Type-C к стандартному data-кабелю USB 2.0 для заряда и синхронизации с компьютером. В переходнике установлен резистор 56 кОм между контактами CC и Vbus.

Этот резистор как бы говорит смартфону или другому устройству: "К тебе подключили активное устройство − прими заряд. На Более чем 0,9 Ампер не расчитывай".

То есть, даже от мощного зарядного устройства (например, на 3Ампера) через такой переходник устройство не сможет получить более 0,9 Ампер. Чтобы устройство могло получить 1,5 Ампера, нужно заменить резистор между контактами CC и Vbus на 22 кОм.

Переходник USB type A - USB-C

Переходник USB type A - USB-C


Важно!!! Во всех переходниках типа USBtype-C—type-C или USBtype-C—USB3.0 между контактами Vbus и Gnd необходим конденсатор для защиты контактов разъёма от статического напряжения при подключении. Например, для переходников на USB 3.0 требуется номинал конденсатора — 10нФ±20%×30В. Переходники на USB 3.1 требуют конденсатор большей ёмкости, а переходники на USB 2.0 не требуют конденсатора вовсе. Подробнее читайте в технической документации "VBUS Bypass Capacitor".

Альтернативные режимы USB Type-C

Аналоговый звук через Type-C:
Стандартом предусмотрена возможность передачи аналогового звука через цифровой порт.

Для работы в этом режиме служат аналоговые гарнитуры с вилкой Type-C. Для подключения классической гарнитуры со штекером "джек" предусмотрены переходники.

Аналоговый звук передаётся по каналам Data−, Data+, SBU1 и SBU2. Смартфон переходит в этот режим, если в вилке гарнитуры или переходника между контактами A1—A5 и B1—B5 установлено сопротивление менее 1кОм.

USB Type-C. Аналоговый звук


Видео через USB-C:

Для передачи видео через USB 3.1 разработан режим «DisplayPort Alternate Mode».

В режиме «Display Port» назначение контактов порта меняется — две пары TX2/RX2 превращаются в видеоканал, а звуком занимается SBU1/2.

USB Type-C. Назначение контактов в режиме Display Port


Схема USB интерфеса фотокамеры Sony A7s:
SY-1039 BOARD (30/35)
USB POWER MANAGEMENT

Схема USB интерфеса фотокамеры Sony A7s


USB power managment фотокамеры Sony A7s


МС bd11600nux фотокамеры Sony A7s




Получить дополнительную информацию или консультацию просто позвонить по тел. +7 (925) 518 54 93, +7 (919) 775 74 55, написать в WhatsApp, Telegram, Вконтакте. Вам ответят наши специалисты с опытом работы (приемщики и некомпетентные сотрудники в нашей мастерской не работают).