前言
在現(xiàn)在的智能設(shè)備中,用戶能夠聽到的新潮詞匯愈來愈多,其中盲插這個詞匯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并成功連接。而這個詞匯一提起就讓人覺得與USB-C端口不分彼此,因此,充電頭網(wǎng)將從USB端口的角度進行講解什么是雙口盲插,淺析其中能夠?qū)崿F(xiàn)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(shù)規(guī)范。發(fā)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后蓋是可以拆卸更換電池的設(shè)計,雖在現(xiàn)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接口外形近似于梯形,并不支持物理盲插。

普通的Micro-USB 2.0線材內(nèi)部一般擁有4個針腳,其中 Vbus 用于電力傳輸,GND用于接地,D+、D-用于傳輸數(shù)據(jù);Micro-USB在安全范圍內(nèi)的最大承載電流為2A,對Micro-USB線進行了特別設(shè)計,其中看到的多出來的觸點用于過更大電流以保證安全。此外MiNi-USB、Micro USB 3.0 b型公口等等這里就不過多講。
USB-A端口
USB-A是一個傳統(tǒng)的USB主機端口設(shè)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(shè)備之一;同樣是一個外部總線標準,多用于規(guī)范電腦與外部設(shè)備的連接和通訊。USB-A端口內(nèi)部擁有膠芯,近似矩形設(shè)計,也不支持物理盲插。

普通的USB-A端口內(nèi)部一般擁有4個針腳,其中 Vbus 用于電力傳輸,GND用于接地,D+、D-用于傳輸數(shù)據(jù);而現(xiàn)在仍然使用在充電器端口或者USB-A線材端口,并且不少廠商對USB-A內(nèi)部的針腳進行特別設(shè)計,其中看到的多出來的觸點或支持自家私有協(xié)議識別針腳,亦或是搭載其他功能,這里就不做過多篇幅講解。
USB-C端口
正在使用USB-C端口設(shè)備的用戶基本都有所了解,USB-C端口內(nèi)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。并且自從2014年USB-C規(guī)范發(fā)布后,許多新款的Android移動設(shè)備、筆記本電腦、臺式機甚至是游戲機等3C設(shè)備開始使用這種連接端口。

上圖為USB-C母座內(nèi)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(xié)會對搭載在智能設(shè)備上的USB-C端口進行明確規(guī)定,滿針引腳數(shù)為24個。

其次USB-C端口公頭由于功能設(shè)計原因,因此用戶會看到不同規(guī)格的USB-C線材端口公頭內(nèi)部針腳數(shù)量不一,以實現(xiàn)充電、數(shù)據(jù)傳輸、視頻拓展等不同功能。

而上圖為各個針腳的對應(yīng)工作原理,不同方向的公座連接母座后可以發(fā)現(xiàn),由于正面觸點連接不同,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(shè)備插入的方向:正插或反插;如果是正插,主機使用CC1來和設(shè)備通訊,反插使用CC2,可以看到CC使用的是單線協(xié)議。
并且CC線可以傳輸USB PD協(xié)議,SBU線在DP功能開啟時,可作為DP快充協(xié)議中的AUX_P/AUX_N差分線(它的極性是可以根據(jù)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(zhuǎn)換,進而支持功率雙向傳輸。
USB-C端口使用
由于USB-C端口的易用性及通用性,并且接口規(guī)范的體型更小,迅速出現(xiàn)在各大設(shè)備的傳輸、供電等端口上。

在蘋果今年新發(fā)布的新款MacBook Pro M2上仍然搭載USB-C端口,可實現(xiàn)充電、數(shù)據(jù)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,并且可搭載PD、QC等快充協(xié)議,可實現(xiàn)更高功率的輸出。

在日益發(fā)展的顯示器產(chǎn)品中,逐漸開始搭載USB-C端口,使用支持視頻傳輸?shù)腃 to C線材連接端口,通過內(nèi)部不同的通信線握手,可實現(xiàn)信號傳輸、音頻傳輸?shù)鹊裙δ堋?/p>
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(xiàn)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(shù):
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,也就是說對于用戶來講,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(qū)分接口,這就叫功率盲插。
充電頭網(wǎng)總結(jié)
根據(jù)歷年來的USB-C接口規(guī)范形式,盲插似乎是首次出現(xiàn)在USB端口上的詞匯,并且字如其“口”,無需識別正反面,無USB-A端口的側(cè)面膠芯,也無Mirco-USB端口的梯形設(shè)計,帶來的是更扁平小巧的規(guī)范設(shè)計,廣泛運用在各種智能產(chǎn)品之上。
其次,正反盲插的首創(chuàng)靈感似乎是來自與 Lightning 端口,不得不說,蘋果還是領(lǐng)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(shè)計方案策略,但終歸是無端口就無方案;最后,USB-C端口給現(xiàn)代科技帶來更高的便利以及上限,期待未來的持續(xù)發(fā)展與創(chuàng)新設(shè)計。


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