Как сделать тайп си наушники
Обновлено: 08.07.2024
У меня имеются наушники Type-C и соответствующее для этого разъема гнездо (тоже USB-C) на ноутбуке. Наушники оригинальные от Leagoo, ноутбук у меня Lenovo Ideapad 330-15ICH. При подключении наушников звук не идет и продолжают работать стереодинамики.
Как подключить наушники?
Эта цепочка заблокирована. Вы можете просмотреть вопрос или оставить свой голос, если сведения окажутся полезными, но вы не можете написать ответ в этой цепочке.
Оскорбление — это любое поведение, которое беспокоит или расстраивает человека или группу лиц. К угрозам относятся любые угрозы самоубийством, насилием, нанесением ущерба и др. Любое содержимое для взрослых или недопустимое на веб-сайте сообщества. Любое изображение, обсуждение наготы или ссылка на подобные материалы. Оскорбительное, грубое или вульгарное поведение и другие проявления неуважения. Любое поведение, нарушающее лицензионные соглашения, в том числе предоставление ключей продуктов или ссылок на пиратское ПО. Незатребованная массовая рассылка или реклама. Любые ссылки или пропаганда сайтов с вирусным, шпионским, вредоносным или фишинговым ПО. Любое другое неуместное содержимое или поведение в соответствии с правилами использования и кодексом поведения. Любое изображение, ссылка или обсуждение, связанные с детской порнографией, детской наготой или другими вариантами оскорбления или эксплуатации детей.
Переход на USB-C – плохо это или хорошо? Почему он происходит и что несет любителям послушать музыку со своего мобильного устройства?
Порт новый, детали те же
Аудиоконтент любого типа может проигрываться на наших смартфонах благодаря слаженной работе ряда особых деталей. Переход от 3.5 мм к USB-C ничего в этом плане не изменит. Однако могут сильно измениться сами детали.
Для того, чтобы превратить файлы на вашем смартфоне в звук, вам потребуются цифроаналоговый преобразователь, усилитель и динамик(и). Динамики за счет вибраций создают волну, которая воздействует на наши барабанные перепонки, а работа их движущихся частей возможна за счет электромагнетизма. Эта волна соответствует тому, что называется аналоговым сигналом, а разновидности этого сигнала представляют собой звуки различного тона. Итак, волновая природа сигнала заставляет вибрировать динамик, эта вибрация порождает волны, которые посылаются на наши барабанные перепонки, а те, в свою очередь, вибрируют в нашей голове, производя звук. Если отбросить биологическую составляющую вопроса, все действительно происходит вот так вот просто. Если вы взглянете на график колебаний аналогового звука и услышите сами звуки, то прекрасно увидите, как эти вещи связаны.
Файлы в вашем смартфоне или файлы, которые передаются через интернет, имеют цифровую природу. Это означает, что это всего лишь кучка единиц и нулей, собранных вместе так, чтобы компьютер мог их прочесть и знал, что с ними дальше делать. Цифровые файлы сами по себе не имеют никакой волновой природы, которая позволила бы динамикам производить звук. Поэтому нам требуется что-то, чтобы конвертировать одно в другое.
Смартфон, например, какой-нибудь LG V30, обладает очень хорошими ЦАП и усилителем, а также аудиоразъемом 3.5 мм. Приложение проигрывает файл, ЦАП преобразовывает его в аналоговый вид, усилитель усиливает сигнал, и все это передается через аудиоразъем 3.5 мм на те наушники, что вы воткнули в устройство. Любой смартфон, имеющий разъем 3.5 мм, работает абсолютно одинаково, неважно, насколько премиальным с точки зрения аудио он является. А вот смартфон, который использует для аудио разъем USB, может работать иначе.
Попробуем объяснить это на примере Bluetooth. Вам не требуется физически подсоединять к чему-то Bluetooth наушники, так что схема организуется иначе, хотя и задействуются в ней все те же элементы. В ваших Bluetooth наушниках есть свои собственные встроенные ЦАП и усилитель. Цифровой файл передается с вашего смартфона, а все преобразования происходят прямо у вас на голове. На первый взгляд это выглядит сложно, но на самом деле – не особо. Происходит точно такой же процесс, разница только в том, где находятся его компоненты. Однако давайте перейдем к USB.
Если вы используете активные наушники или адаптер, аудиосигнал, который передается через порт USB, остается в цифровом виде. Это означает, что ЦАП и усилитель находятся внутри наушников или донгла и преобразование происходит там, а не в смартфоне.
Pixel 2 имеет встроенный ЦАП в своем чипсете Snapdragon 835 от Qualcomm, однако не поддерживает работу в режиме аналогового аудио. Это значит, что вам потребуются активные наушники или адаптер, такие как донгл, который идет в комплекте. То же самое с HTC U11 и Essential Phone, а единственным смартфоном с поддержкой USB, в котором был заявлен режиме аналогового аудио, был LeEco Le Pro3. Тем не менее, все они должны поддерживать активные наушники или адаптер.
И еще одно: не все аудиоаксессуары с USB работают со всеми смартфонами, поскольку не все производители используют несколько дополнительных проводов USB-C соединения для внедрения дополнительных функций, как сделала HTC в наушниках к U11 для обеспечения активного шумоподавления.
Так что прежде чем купить какие-либо USB-C наушники или адаптер, убедитесь, что они работают с вашим смартфоном
USB-C – лучше или нет?
Ответ – да, но вместе с тем и нет. Реальный звук не улучшается просто от замены порта. Как говорилось выше, вам по-прежнему нужны все те же детали, и производители вольны выбирать среди них как топовые, так и бюджетные. USB-C ничего не меняет, кроме способа подключения.
Но есть и некоторая польза. Стандарт USB Type-C 1.0 был представлен на USB-IF (USB Implementers Forum) в 2014 вместе со спецификациями стандарта USB 3.1. Хотя они и не являются обязательными, у USB-C есть множество фишек, касающихся соединения и подключения. Порт USB-C может поддерживать одновременно следующие функции:
- Режим аналогового аудио. Для пассивного аудио или передачи звука.
- Альтернативные режимы. Требуется несколько дополнительных проводов для USB соединения, обеспечивающего прямую передачу на устройство-хост для альтернативных протоколов передачи данных. На 2016 год включает протоколы Thunderbolt, DisplayPort, Mobile High-Definition Link (MHL) и HDMI.
- Billboard Device Class. Отвечает за передачу данных об альтернативных подключениях или же попросту за передачу информации о подключенных устройствах (с обеих сторон).
- Стандарт Audio Device Class 3. Передает аналоговую или цифровую (или и ту и ту) аудиоинформацию через порт.
- USB Power Delivery. Не только обеспечивает быструю зарядку по USB, но и поддерживает DRP (Dual Role Power) для быстрой зарядки вашего смартфона и обеспечения питания подключенного устройства одновременно.
Спецификации USB Type-C не требуют этих функций, но они поддерживаются. Это означает, что с портом USB-C в вашем смартфоне вы можете гораздо больше, чем просто слушать музыку или заряжать его – конечно, в случае, если компания захочет внедрить какой-то из этих дополнительных режимов. Некоторые из них выглядят классно: HDMI или DisplayPort подразумевает, что вы можете подключить свой телефон к аудиосистеме и наслаждаться качественным звуком и изображением на большом экране. И заряжать его, и отправлять данные, и заряжать другой USB-C аксессуар при помощи нужного кабеля – и все это одновременно.
Android наряду с Chrome, Windows, macOS и Linux полностью поддерживают стандарт USB Type-C. И несмотря на то, что звук вовсе не обязательно улучшится, вам могут быть доступны очень полезные функции.
Он уже здесь
Похоже, что ряд смартфонов, например, V-серия от LG, в ближайшее время сохранят разъем 3.5 мм. Это хорошая новость для людей, обладающих аудиоаксессуарами старого стандарта и желающих, чтобы их смартфон выступал в роли классного аудиоплеера. Однако переход на USB-C в аудио уже произошел. И очевидно, что все носимые (и, возможно, самостоятельные) аудиоустройства будут использовать USB-C. А все потому, что это выгодно компаниям, производящим наши любимые гаджеты.
Отказавшись от 3.5 мм, вы больше не обязаны делать свои смартфоны такими же толстыми, как раньше, плюс вы выигрываете несколько квадратных сантиметров на плате для размещения других компонентов. С развитием искусственного интеллекта и машинного обучения на плате требуется место для множества мелких деталей, и теперь это место можно выгадать. Сам по себе разъем под наушники не особо дорог (хотя каждый цент играет роль), но если компания обеспечит устройство режимом аналогового аудио в USB-C подключении, то ей не нужно будет разрабатывать, изготавливать и внедрять какой-либо усилитель сигнала. Это может составить существенную экономию при производстве смартфонов от начала до конца.
Кому-то из нас будет не хватать разъема 3.5 мм. Кто-то привязан к любимым наушникам гораздо больше, чем к плееру или смартфону. Но в конечном итоге выиграют пользователи, если компании предпочтут внедрять полноценный USB-C. А более умное и быстрое подключение – это, безусловно, хорошо.
Привет всем любителям цифрового звука. Я не особый любитель новинок, и эта статья будет больше анализом, чем восхвалением нового разъёма usb type c. В ней я хотел бы показать преимущества и недостатки данного разъёма, впрочем, популярный разъём 3,5 Джек не намерен уступать новичку место под солнцем он намерен дать мощный отпор… Да, тут будут настоящие баталии — битвы разъёмов.
Читайте полную статью ниже.
Usb type C внешне намного тоньше привычного и довольно популярного нам аудио-разьема.
В наше время появилась растущая тенденция среди производителей смартфонов, избавляться от 3,5 мм аудио разъема, который долгое время был стандартным разъемом для огромного диапазона звукового оборудования в течение прошлого столетия.
motorola moto z
Например, Motorola, выпустила Moto Z, который не имеет 3,5 мм разъема, смартфоны LeEco и новый Айфон 7 от Apple, покончат с этим разъемом в этом году.
Давайте же взглянем на хорошее, плохое и будущее, разъема USB Type-C, звук которого обещает быть лучшим для смартфонов и любителей музыки.
Что все это значит?
Для начала, давайте поговорим о старом 3,5 мм разъеме и новом USB Type-C. Основное различие заключается в том, что 3,5 мм разъем передает аналоговый стерео-аудио выход из гнезда.
Новый разъём USB Type-C предлагает другой взгляд этой старой формулы, он выбирает для передачи данных цифрового аудио через соединение вместо него. Это значит, что вы оставите наушники или другие подключенные устройства, а для этого нужно преобразование этих данных в аналоговый сигнал и управлять уже самими динамиками. Это, конечно, потребует мощности. Интересно отметить, что USB Type-C сокет все еще способен передавать аналоговый звук.
supra mp-cable 3.5
Быстрое, не техническое объяснение состоит в том, что разъем USB Type-C представляет собой новый тип штепсельной вилки данных для USB-устройств. Это обратная совместимость с другими устройствами USB с помощью адаптера, и он добавляет новые функции, которые вы надеюсь полюбите. Он более компактный, немного больше, чем порт Micro USB, который присутствует на большинстве устройств Android.
Плюсы
Как мы уже говорили, большое изменение в звуке с USB Type-C является то, что вместо того, чтобы посылать аналоговые сигналы по проводам в наушники, туда будет послан только цифровой сигнал.
Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), фильтрация цепей, и усилитель для наушников будет всё это размещено в гарнитуре в наушниках. Переместится эта схема немного ближе к конечному выходу для наушников и может помочь удалить некоторый шум, который будет подхвачен длинными кабелями для наушников и будет держать важную звуковую схему дальше от шумной обработки и радио-аппаратных средств, которые находятся внутри смартфонов.
Производители гарнитур и наушников будут свободно ставить высшего качества ЦАП и усилитель для наушников.
Хорошие производители наушников могут также иметь возможность производить превосходные макеты печатных плат и ставить хорошие комплектующие, ведь сегодняшние смартфоны, производят много шума и низкие перекрестные помех внутри корпуса.
ЦАП +усилитель для наушников
Это не означает, что производители смартфонов будут собирать очень низкого качества звуковые части для своих смартфонов.
Дешевые гарнитуры и наушники можете выбрать с простыми ЦАП, чтобы сэкономить на расходах.
USB — Type-C разъемы являются новыми для многих людей, но они начали появляться на таких устройствах, как Apple MacBook и HP Spectre ноутбуки, а также на телефонах Google Nexus 6P и Samsung Galaxy Note 7.
Еще одно преимущество USB Type-C является то, что кабели являются обратимыми — нет возни с проводами разными, чтобы выяснить, какой нужен куда.
Следующее преимущество состоит в том, что USB Type-C может нести больше энергии, чтобы зарядить телефон быстрее и даже ноутбук. С новой технологии под названием USB Power Delivery, USB Type-C устройства могут обрабатывать около 100 ватт мощности, для питания от всех видов компьютеров и устройств, которые подключаются к ним.
USB Type-C также можно как DisplayPort видео подключить на внешнем мониторе.
Будет период путаницы, хотя, мы привыкнем к новым стандартам.
USB – С, может передавать больше, чем просто цифровой звук
Конечно, USB может передавать больше, чем просто цифровой звук. Он также открывает двери для передовой связи между аппаратными средствами, поэтому высокого класса наушники могут быть укомплектованы с дополнительными аппаратными и программными функциями. Звук, воспроизведение, пауза, и т.д. функции, которые включены в некоторые смартфоны, такие наушники могут быть сделаны более надежно, а также могут быть дополнены удобными функциями. Кроме того, цифровые параметры обработки, включенные в наушники могут сопровождаться и быть под контролем специальных приложений для смартфонов, что дает пользователям контролировать звуком прямо из ладони.
Шумоподавление, это еще одна особенность, которая преподносится как одно из больших преимуществ перехода на полный цифровой звук, так как сигналы могут быть обработаны уже внутри наушников. Вы также можете подобрать очень хорошее питание т.е. батарею для наушников, но на самом деле, USB Type-C предлагает более надежное энергоснабжение и, возможно, более тонкий форм-фактор для наушников с функцией шумоподавления.
Moto Z очень тонкий смартфон, отчасти благодаря наличию USB Type-C порта.
Говоря о более тонких форм-факторах, это один из других потенциальных преимуществ удаления 3,5 мм разъема, позволит сэкономить небольшое количество пространства. Производители могли бы сделать смартфоны намного тоньше, или использовать эту экономию пространства, чтобы включить немного большую батарею. Мы не говорим о крупном экономии пространства, но в корпусе смартфона на счету каждый миллиметр, который поможет проектировщикам сотовых телефонов.
Заглядывая в будущее, можем сказать, что USB Type-C не только хорош для передач файлов и звука, но по характеристикам также стремится заменить HDMI в качестве кабеля для дисплея. В будущем, продукты с USB портами Type-C могут быть везде, позволяя напрямую соединяться между устройствами для дополнительной функциональности.
Домашние кинотеатры, акустические системы и другие домашние устройства могут подключаться вплоть до наушников и смартфонов с помощью USB-С.
Минусы
ПЕРЕХОД НА USB TYPE-C РАБОТА С НЕКОТОРЫМИ НЕДОСТАТКАМИ
В действительности эти все незначительные преимущества связаны с шумовыми характеристиками и возможностью освободиться от смартфонов в отдельном ЦАП, но это будет очень сильно зависеть от производителя гарнитуры или наушников.
Все, что происходит, — цифро-аналоговые аппаратные средства перемещаются с телефона на наушники, но я уверен, что мы будем слышать от производителей больших брендов бессмысленные заявления о новых прорывах в звуке HD и цифрового аудио — формата. Пожалуйста, игнорируйте это. Уже давно всё создано.
В то время как мы говорим о хорошей стороне USB аудио, также стоит отметить про джиттер. Я избавлю вас от большой части технического жаргона, но есть такое понятие как ошибки передачи данных и они являются проблемой, хотя и небольшой, при использовании USB вместо отправки данных прямо на ЦАП. Джиттер обычно не часто заметная проблема, но поспешно реализованные схемы USB не без их собственных проблем.
Более крупный недостаток, совместимость не только с существующими высокого качества наушниками с разъемом 3,5 мм, но и в Hi-Fi других ведущих брендов и даже профессионального уровня звукового оборудования. Впрочем, аудио производители могут обойти USB Type-C интерфейс, в краткосрочной и среднесрочной перспективе, не будет отсутствия прямой и перекрестной совместимости между некоторыми телефонами и другими частями звукового оборудования. По крайней мере, я на это надеюсь.
Чтобы быть справедливым, USB Type-C стандарт способен передавать аналоговый звук через Sideband Unit (SBU) интерфейс. Это означает, что люди будут иметь возможность использовать адаптеры для подключения USB-только телефонов для своих существующих наушников, и всё, это будет не очень удобно.
Мы также должны знать, что обратная совместимость с 3,5 мм наушниками полностью зависит от производителя телефона на данный момент, несмотря на то, что они должны будут обеспечить его хорошим ЦАП и усилителем для динамиков внутри корпуса наушников.
Еще должно быть обеспечено — часть пакета кодеков.
Кстати, есть еще вопросы.
Как вы способны зарядить свой телефон во время прослушивания музыки?
Тем не менее, есть немного двусмысленности в спецификации USB Type-C, как хорошо он будет работать с цифровыми наушниками, которые требуют внешнего источника питания, а если он поддерживает технологию быстрой зарядки?
Я думаю, что мы можем увидеть несколько различных реализаций производителей в ближайшем будущем.
Мы видим беспорядок с разъемом USB Type-C и даже производители устройств получили массу недовольств с первой волной телефонов имеющих разъём USB Type-C. Это может привести к продуктам, которые не будут работать, как задумали их при подключении к различным устройствам или источникам питания, производители надеяться, что это не будет такой проблемой.
Конечно, будет требоваться дополнительная мощность и время для разработки и производства.
Нормальное качество ЦАП и микросхемы усилителя не особенно дорогие, но эти дополнительные несколько рублей, которые будут суммироваться в сочетании с микропроцессором для обработки USB Type-C от порта до порта связи и для управления питанием т.е. цена таких наушников будет намного выше, чем аналогичных со штекером 3,5.
Конечно, не только наушники будут более дорогими, но и сам разъем USB-C и кабели тоже. Переход от простого разъема 3-контактного к 24-контактному, который безусловно, увеличит стоимость адаптеров сторонних производителей аудио, а также в ремонте он будет гораздо сложнее.
В то время как мы думаем, что USB Type-C наушники должны играть хорошо, то Android компании могут также попытаться ввести собственные форматы и функции.
Android Audio USB поддерживает огромное множество USB аудио класса 1 спецификаций, а это означает, что данные должны быть отправлены в адаптивные или асинхронные форматы пакетов PCM.
Тем не менее, компании не будут останавливаться от попыток ввести собственные форматы данных, и нет никакого набора спецификаций для регулятора громкости или воспроизведения, которые должны работать в USB Type-C. Дополнительные функции, которая работают на одном телефоне, могут не работать на другом!
Нет официальной установки для подключения разъема USB Type-C!
Например, LeEco анонсировал собственный CDLA (Continuous Digital Lossless Audio) формат с запуском своих новейших смартфонов, который имеет превосходный звук (на бумаге, я лично эти смартфоны не слушал), но в действительности только передает данные в несколько ином формате.
Apple, также может сделать что-то подобное, если он уже отказывается от 3,5 мм разъема (Айфон 7), а также отсутствие официальной спецификации цифрового разъёма USB Type-C означает, что наушники компании могут не поддерживать те же аудио форматы, как на Android устройствах.
Кроме того, не каждая будущая гарнитура, которая будет иметь USB-разъем типа C, не будет ставить хороший ЦАП. Некоторые дешевые модели могут просто работать с использованием самых простейших комплектующих, в результате чего звук будет подвергаться воздействию шума соседних цепей питания и т.д.
В то время как USB Type-C наушники имеют только один разъем на обоих концах, они могут нести гораздо больше, чем просто звук. Наушники могут иметь термометр, датчик сердечного ритма, или усовершенствованные средства управления воспроизведения для обмена данных с Вашим устройством. Многие аналоговые наушники имеют минимальные элементы управления, такие как громкость, пауза / воспроизведение, или даже переключение следующего трека. Цифровые наушники могут делать многое, многое другое.
ЦАП РСМ2706 + 4398
Представьте, что ваши наушники обнаружили, что ваш пульс немного низкий для хорошей тренировки, поэтому устройство начинает играть на более высоких ударах в минуту те песни, которые впечатлят вас, чтобы поднять вам темп. Если он обнаруживает, что вы перегрелись, звук напоминает вам сделать паузу для напитка.
Неясно, USB Type-C сможет ли полностью заменить 3,5 — мм гнездо на рынке смартфонов. Также неясно, является ли это просто фаза, а может оба будут оставаться востребованными и будут идти вперед вместе. Такие компании, как Intel до сих пор ищут пути, чтобы разработать для USB Type-C аудио стандарт, чтобы обеспечить аналогичный набор функций и совместимость для разных типов наушников.
LeEco представила свою собственную запатентованную технологию CDLA для своих USB Type-C гарнитур и смартфонов, а также Apple , возможно, работает над своей собственной спецификацией, есть риск того, что всё это может запутать и раздражать потребителей.
Кстати, не так давно, Samsung, Nokia и другие производители смартфонов в начале своего развития имели свои собственные разъемы для наушников. Тем не менее, клиенты не могут быть настолько готовы отказаться от удобства 3,5 мм разъема.
Альтернативой аудио-подключения 3,5 мм и USB Type-C, это переход к беспроводной сети. Bluetooth наушники по разумным ценам в наши дни обходят некоторые из проблем совместимости, с которыми вероятно столкнется USB Type-C наушники. Тем не менее, форматы сжатия с потерями (мп3), которые используются для передачи беспроводного аудио по Bluetooth не любят привередливые аудиофилы, я в том числе!
Лично я еще не так сильно убеждён в необходимости отказаться от идеально подходящего разъема 3,5 джек, да и в новом разъёме USB Type-C не совсем прослеживаются какие -либо реальные выгоды для звуковой перспективы в будущем.
И конечно, с нетерпением жду много маркетингового мусора, который будет выброшен на потребителей.
Для смартфонов, USB Type-C — это перспектива более тонких устройств и некоторые новые возможности для наушников, но не более того.
В целом, я ожидаю, что оба варианта будут работать бок о бок на рынке в обозримом будущем, кстати, такие крупные производители мобильных телефонов как Apple и Samsung собираются отказаться от 3,5 — мм гнезда в пользу USB Type-C, чтобы получить больше пространства в смартфоне.
Впрочем, 3,5 мм разъем джек пока остаётся в использовании, поскольку его изобрели в 1910 г. Он сам по себе прост, и я думаю, что его будет трудно заменить.
Совершенством разъём Usb type C вряд ли назовешь. Впрочем, могу подсказать альтернативный выход, тем кто хочет хорошего звука на своём смартфоне. Достаточно просто купить специальный ЦАП внешний, который можно подсоединить с помощью ультракороткого кабеля 30 см. с переходником usb/otg. Поставить хороший плеер для андройда. И наслаждаться в поездках несжатой музыкой в форматах флак, апе, вав на хороших наушниках.
Думаю что в этом случае вам очень долго не понадобится супер-пупер смартфон с крутым разъёмом.
Позволяя производителям идти в ногу с современными технологиями, мы забываем, что этот разъём в принципе одноразовый потому если что то сломается в Usb type C, то нам придётся либо выкинуть смартфон в мусор, либо бежать в мастерскую.
При всех плюсах технологичности прогресса Usb type C имеет массу минусов и плюсов и пока говорить с уверенностью, что он лучший нет смысла.
Дальнейшее стремление и прогресс USB Type-C наушников, может всё — таки сделает эти продукты более популярными и лучшими по звуку.
Следите за нашим сайтом!
Напоследок пожелаю вам крепкого здоровья и хорошей музыки.
Если вы хотите узнать больше об этой теме, и быть в курсе, пожалуйста, подпишитесь на наш сайт.
Не забывайте сохранять нас в закладках! (CTRL+SHiFT+D) Подписывайтесь, комментируйте, делитесь в соц.сетях.
В данной статье мы приведем общую информацию, необходимую для практического применения Type-C. Наиболее полезной она будет для новичков в сфере embedded, но надеемся, что каждый найдет в ней что-то интересное.
Почему Type-C?
Далее будут приведены основные характеристики разъема Type-C, которые необходимо знать.
Структура разъема
В Type-C реализовано множество функций для различных пинов:
Рассмотрим их назначение:
VBUS – источник питания для устройства
Характеристики:
- максимальная мощность без использования протокола PD – 15 Вт (U = 5 В, I = 3 А);
- максимальная мощность с использованием протокола PD – 100 Вт (U = 20 В, I = 5 A).
CC1/CC2 – Configuration Channel (CC)
Описание: именно эти пины отвечают за определение ориентации подключения кабеля. Также один из этих пинов, в зависимости от ориентации подключения кабеля, становится источником питания (Vconn) для внутренних интегральных схем подключаемого активного кабеля. Общение между устройствами по протоколу PD происходит по второму оставшемуся пину. Для более простых устройств, в которых не требуется использовать протокол PD, подключение определяется пассивным способом: за счет резистивного делителя, образовавшегося на данной линии между устройствами.
Характеристики:
- напряжение питания на линии Vconn – 5 В;
- максимальный ток на линии Vconn – 200 мА;
- уровень сигнала на линии данных – 0–5 В;
- частота изменения сигнала на линии данных – 400 кГц (по протоколу PD).
SBU1/SBU2 – Sideband Use (Auxiliary Signal Pins)
Характеристики:
D+/D- – Data (USB2.0)
Описание: стандартные линии данных для интерфейса USB 2.0. Сигналы симметрично повторяются на двух сторонах разъема для возможности работы с любой ориентацией кабеля. Для других интерфейсов, таких как USB3.2/USB4/TBT3/DP данные пины не используются. Таким образом, USB2.0 может работать параллельно с другими интерфейсами. В режиме аудиоадаптера эти пины используются в качестве правого и левого каналов аудиосигнала.
Характеристики:
- USB 2.0 – используется передача данных со скоростью до 480 Мбит/c;
- Aудиоадаптер – используется аналоговый сигнал [-3,0–3,0 В].
- USB3.2/USB4/TBT3/DP – не используются;
TX1± TX2± RX1± RX2± – Data (USB3.2/USB4/TBT3/DP)
Описание: высокочастотные дифференциальные пары, необходимые для передачи данных. Для различных интерфейсов скорость передачи отличается. Для интерфейсов USB4/TBT3/DP имеется возможность настроить все линии для передачи данных в одном направлении (режим Simplex). Таким образом, скорость передачи данных увеличивается в два раза.
Характеристики:
- USB3.2 Gen 1 / Gen 2 – используются только две линии из четырех (TX1/RX1 или TX2/RX2) в зависимости от ориентации разъема. Максимальная скорость передачи данных на каждой линии составляет 5 Гбит/c (Gen1) и 10 Гбит/c (Gen2) ;
- USB3.2 Gen 2 x 2 – используются все четыре дифференциальные пары (TX1/RX1 и TX2/RX2).
Вообще, в интерфейсах USB3.X достаточно много путаницы, более подробно о них можно почитать тут. - USB4/TBT3/DP – используются все четыре дифференциальные пары (TX1/RX1 и TX2/RX2). Максимальная скорость передачи данных на каждой линии составляет 20 Гбит/c. В итоге общая скорость передачи составляет 40 Гбит/c (в обе стороны) и 80 Гбит/с в дуплексном и симплексном режимах соответственно.
- USB 2.0 – не используются;
Полезные ссылки
Ниже приведены ссылки на официальную документацию упомянутых стандартов:
Активные кабели
В спецификациях определение active cable (активный кабель) отличается. Так, в спецификации для протокола PD прописано, что активным считается тот кабель, который имеет поддержку SOP (Start of packet), то есть способен отвечать на запросы, отправленные ему протоколом PD, и сообщать свои характеристики (какие интерфейсы и варианты питания он способен поддерживать).
A cable with a USB Plug on each end at least one of which is a Cable Plug supporting SOP’, that also incorporates data bus signal conditioning circuits.
В соответствии со спецификацией на Type-C активным кабелем является тот, который имеет внутри себя различные повторители, необходимые для улучшения передаваемого сигнала.
Active cables are USB Full-Featured Type-C Cables that incorporate repeaters in the USB 3.2 data path. All active cables, regardless of length, are expected to comply with this specification, the USB 3.2.
Так как на данный момент по спецификации все кабели Type-C должны иметь электронную маркировку (Emark), то есть иметь поддержку SOP, правильнее будет считать активными кабелями только те, которые имеют различные ретаймеры и редрайверы.
ReTimer (ретаймер) и ReDriver (редрайвер) – микросхемы, установленные в линиях данных. Они обеспечивают улучшение проходящего сигнала. Ретаймеры и редрайверы могут устанавливаться на всем пути передачи сигнала: и в кабеле, и на печатных платах источника/получателя (если это необходимо).
Сигнал может затухать или ослабевать при передаче на большие расстояния. Для его восстановления используются данные микросхемы. Они имеют достаточно сложный принцип работы, мы не будем описывать его в данной статье. Следует отметить, что редрайвер – это более простое устройство, которое усиливает проходящий сигнал. Ретаймер – более сложное устройство, которое ретранслирует копию сигнала. Ниже приведен пример глазковой диаграммы ослабленного сигнала, проходящего через редрайвер и ретаймер соответственно.
С появлением новых интерфейсов увеличивается скорость передачи данных, тем самым уменьшается и расстояние, на которое можно передать эти данные. Это видно, если обратить внимание на длину стандартных кабелей:
- USB2.0 (480 Мбит/c) ~ до 4 м;
- USB3.2 Gen1 (10 Гбит/c) ~ 2 м;
- USB3.2 Gen2 (20 Гбит/c) ~ 1 м;
- USB4/TBT3 (40 Гбит/c) ~ 0.8 м.
И это с учетом того, что длина 0,8 м достижима только с использованием активных кабелей. Пассивные кабели (без использования различных повторителей) имеют длину только ~ 0,3 м.
Кабель Optically Isolated Active (OIA). За счет своей внутренней структуры данный кабель способен передавать данные на расстояние более чем 50 м, тем самым увеличивая границу использования таких интерфейсов, как USB3.2/TBT3. Этот кабель электрически изолирован между двумя штекерами и должен иметь поддержку SOP с каждой из сторон. Но нужно учитывать, что кабель передает данные только дифференциальных пар RX/TX, поэтому питание и интерфейс USB2.0 не поддерживаются данным интерфейсом. Также необходимо, чтобы каждый из двух подключаемых устройств имел поддержку Vconn для питания внутренних интегральных схем кабеля. Уже в этом году ожидается разработка OIA-кабелей для интерфейса USB4.
Также необходимо помнить, что не все кабели способны поддерживать все интерфейсы, поэтому лучшим на данный момент решением будет использовать кабель для TBT3-устройств, так как он поддерживает и максимальную передачу данных, и максимальную мощность питания (имеются в виду короткие кабели до 0,8 м).
Обратная совместимость с разъемами предыдущего поколения. Для поддержки подключения устройств с Type-C к устройствам с разъемами предыдущего поколения существуют следующие типы кабелей:
- кабели USB Type-C – USB3.1 Type-A / Type-B / Type micro-B;
- кабели USB Type-C – USB2.0 Type-A / Type-B / Type mini-B / Type micro-B.
Описание структуры и подробная информация обо всех вышеперечисленных кабелях приведена в спецификации на кабель и разъем Type-C.
Основные отличия структуры штекера (plug) от разъема (receptacle):
- На штекере дифференциальная пара USB2.0 (D+/D-) присутствует только на пинах A6–A7, на пинах B6–B7 – отсутствует. Это связано с тем, что дважды передавать один и тот же сигнал не требуется. В зависимости от ориентации кабеля пины A6–A7 на штекере будут соединяться с одной из двух пар пинов коннектора.
- На штекере пины CC1/CC2 отсутствуют, но вместо них присутствуют пины CC (A5) и Vconn (B5). CC отвечает за ориентацию кабеля и передачу данных по протоколу PD. Vconn является источником питания для внутренних интегральных схем кабеля. Важно запомнить, что в отличие от всех остальных линий в кабеле пины Vconn не соединены между собой напрямую.
От слов к практике
Выбор разъема
Перед тем как выбрать разъем, необходимо определиться, передачу какого интерфейса необходимо поддерживать в своей разработке. На данный момент в embedded-разработке основными являются интерфейсы USB2/USB3, поэтому далее мы будем рассматривать именно их.
Важно понимать, что разъем USB является одной из самых часто используемых и наиболее сильно подверженных износу частей вашего устройства, поэтому необходимо, чтобы он был изготовлен качественно и выдерживал большое количество подключений.
Большинство производителей предлагают широкий спектр различных разъемов. Рассмотрим основные параметры, на которые стоит обратить внимание.
Важно! Если устройство не является единичным и подразумевается последующий серийный выпуск, следует обратить внимание на такой параметр, как Part Status. Если он имеет статус Active, то данный разъем является активным и в ближайшее время будет поддерживаться производителем. Если же компонент имеет иной статус, есть вероятность, что в будущем купить такой разъем еще раз не получится.
Количество контактов
В зависимости от поддерживаемых интерфейсов разъем может иметь меньшее количество контактов. Так, если поддержка высокочастотных интерфейсов, работающих на RX/TX-линиях (USB3.2/USB4/TBT3/DP), не требуется, то можно выбрать разъемы с 16 контактами или меньше:
- 24 контакта – поддерживаются все интерфейсы;
- 16/14 контактов – поддерживаются только интерфейсы, которые не используют высокоскоростные дифференциальные пары (TX1± TX2± RX1± RX2±), например USB 2.0, PD и другие. Пример: CX90M-16P от Hirose Connector.
Способ установки разъема
Существуют различные способы установки разъема. Все они отличаются параметрами, мы рассмотрим только основные из них.
Тип установки разъема на печатную плату:
- Surface Mount / поверхностный монтаж – разъем устанавливается на поверхность печатной платы. Пример: CX90B1-24P от Hirose Connector;
- Board Cutout / вырез в печатной плате – под разъем вырезается место на печатной плате. Пример: CX90M-16P от Hirose Connector.
Surface Mount / поверхностный монтаж
Board Cutout / вырез в печатной плате
Ориентация разъема относительно печатной платы:
- Right Angle / прямой угол – стандартный тип установки разъема под прямым углом к печатной плате. Пример: CX90B1-24P от Hirose Connector;
- Vertical/вертикальный – разъем устанавливается перпендикулярно печатной плате. Пример: CX80B1-24P от Hirose Connector;
- Vertical Right Angle / вертикальный под прямым углом – разъем устанавливается под прямым углом, но в вертикальном положении. Пример: KUSBX-SL-CS1N14-B от Kycon.
Right Angle / прямой угол
Vertical/вертикальный
Vertical Right Angle / вертикальный под прямым углом
Тип установки контактов на печатную плату:
Поверхностный монтаж контактов
Выводной монтаж контактов
Поверхностно-выводной монтаж
Важно! При выборе разъема следует обратить внимание на длину выводных контактов, так как некоторые производители предлагают несколько вариантов одного и того же разъема для печатных плат разной толщины.
Тип разъема
Многие разъемы внешне сильно отличаются друг от друга, так как предназначены для работы в различных условиях. Многие из производимых разъемов имеют различные степени защиты (Ingress Protection), IP65, IPX2 и так далее. В связи с этими требованиями внешняя конструкция разъема достаточно специфическая, поэтому использовать его в стандартных тонкостенных корпусах затруднительно. Поэтому, если нет необходимости, рекомендуем использовать стандартные разъемы без каких-либо степеней защиты.
Разъем со степенью защиты IPX7
Стандартный разъем
Внедрение в проект
В данной статье мы рассматриваем только UFP (Upstream Facing Port) Sink, то есть USB-устройства, которые не могут идентифицироваться при подключении как хост-устройство или источник питания. Более подробную информацию по UFP и разработке DFP (Downstream Facing Port) и Source-устройств (источник питания) можно найти в спецификациях, ссылки на которые были приведены выше.
Рассмотрим два варианта подключения:
- только с поддержкой интерфейса USB2.0;
- с поддержкой интерфейсов USB2/3.2.
Поддержка интерфейса USB2.0
Необходимо выполнить следующее:
Соединить пины A6–B6 (D+) и A7–B7 (D-). Данный шаг необходим для успешной работы устройства с любой ориентацией кабеля.
RX1/TX1, RX2/TX2, SBU1/SBU2 не используются, подключать их не требуется.
Печатная плата:
- Для поддержки USB 2.0 достаточно двухсторонней печатной платы.
- Параметры линий для USB 2.0:
- дифференциальный импеданс – 90 Ом ± 10 %;
- максимальная разница длины внутри парных линий – 1,1 мм;
- максимальная длина дорожки на плате – 200 мм.
Пример трассировки разъема Type-C для интерфейса USB2.0 (разъем: 2129691-1 от TE Connectivity)
Поддержка интерфейсов USB2.0/USB3.2 Gen 1 / Gen 2
Необходимо выполнить следующее:
Так как в нашем случае используются только две высокочастотные дифференциальные пары (RX/TX) вместо четырех, возникает следующая проблема: данные могут передаваться либо по первой паре, либо по второй, в зависимости от ориентации подключения.
Для решения данной проблемы можно использовать связку из двух микросхем:
- микросхемы определения ориентации, подключаемой к пинам CC. Она необходима для определения ориентации подключаемого кабеля. Пример: TUSB320 от TI и PTN5150A от NXP;
- мультиплексора 2 в 1 для USB 3. После того как микросхема определит ориентацию подключения, она напрямую или через микроконтроллер выставляет мультиплексор в режим, при котором дифференциальные линии устройства соединяются с активными дифференциальными линиями кабеля. Пример: CBTU02043 от NXP.
RX1/TX1 и RX2/TX2 подключить к мультиплексору.
Подключить схему защиты к контактам Shield.
SBU1/SBU2 не используются, подключать их не требуется.
![]()
![]()
Печатная плата:
- Для высокочастотных дифференциальных пар рекомендуем использовать минимум шестислойную печатную плату, при этом опорные слои необходимо полностью отводить под GND. Иначе при переходе линий между верхним и нижним слоями необходимо будет использовать для соединения опорных слоев конденсаторы (stitching capacitor) вместо простых переходных отверстий. Для уменьшения паразитных отростков (stub) рекомендуется подводить дорожки к разъему с выводными контактами с нижнего слоя (если разъем установлен на верхнем слое).
- Параметры линий для USB3.2 Gen 1:
- дифференциальный импеданс – 90 Ом ± 10 %;
- максимальная разница длины внутри парных линий – 0,15 мм;
- максимальная длина дорожки на плате – 200 мм;
- AC coupling capacitors – 100нФ (рекомендуется корпус 0402).
![]()
Шестислойная печатная плата (С1, С2,R1 – shield), (632723300011 от Wurth Elektronik)
![]()
Заключение
Данная статья была нацелена на новичков в разработке embedded-устройств, но мы старались представить информацию таким образом, чтобы каждый нашел в ней что-то полезное. Надеемся, нам удалось показать, насколько перспективно, легко и удобно использование многофункционального разъема Type-C. Он может стать универсальным элементом в растущем количестве разрабатываемых устройств. И с каждым годом количество разрабатываемых устройств с использованием Type-C будет только расти. Пишите в комментариях, какой информации вам не хватило, и мы обязательно постараемся ее добавить.
![]()
Читайте также:
