板安裝 USB 3.2 Gen 2 和 USB4 插座里有什么

作者： Art Pini

我第一次接觸 USB Type-C 連接器 (USB-C) 時感覺棒極了。多年來，我們嘗試將 USB-A 連接器插頭插入配對插口時，總是會發現插頭方向反了，后來我們終于找到了一種無論插頭方向如何都能正確配對的 USB 連接器。這就是 USB-C 連接器帶給我們的驚喜，當然不僅僅是這一項驚喜。這種連接器還擁有高達每秒 40 千兆比特 (Gbps) 的數據傳輸速率，能用于供電且支持多個數據及顯示協議，同時滿足信號完整性和電磁干擾 (EMI) 要求。

在印刷電路板（PC 板）上實現 USB-C 連接時，設計人員一直在努力節省空間，同時確?？煽康倪B接。[Stewart Connector](https: 的 USB-C 插座就是為滿足這些經常相互沖突的要求而設計的。如圖 1 所示為符合 USB 3.2 Gen 2（原 USB 3.1）（左）或 USB4（右）規格的插座。

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行的早期 USB 版本。[SS-52400-002] 和 [SS-52400-003]符合 USB 3.2 Gen 2 標準，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 標準，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。觸點的排列方式既是公頭，也是母頭。根據 USB 供電 (USB PD) 標準，這些連接器可提供單組電力傳輸、數據傳輸和音頻/視頻輸出。USB-C 插座信號分配如圖 2 所示。

圖 2：所示為 USB-C 插座信號分配。（圖片來源：Stewart Connector）

如表 1 所示，USB-C 連接器中有許多用于數據和電力傳輸的信號。

表 1：USB-C 連接器支持配電、備用數據模式和 USB 兼容模式。（表來源：Art Pini）

USB PD 是一種智能功率輸送規范。它使用通道配置 (CC) 線來協商供電端和用電端（負載）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 140 瓦。所有 USB-C 插座的工作溫度范圍為 -40 至 105°C。

USB PD 在設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) 啟動交替模式數據鏈路。隨后，DP 將進行鏈路訓練，以建立 DP 發送端與接收端之間的關系，確保視頻或音頻等流數據的穩健連接。DP 輔助 (AUX) 信號使用 SBU（SBU1 和 SBU2）信號引腳。AUX 通道負責鏈路管理和測試模式控制。SuperSpeed SSTx1、SSTx2、SSRx1 和 SSRx2 線路構成差分數據通道，提供高速數據鏈路。專用的 Dp 和 Dn 線路保持了與舊版 USB 標準（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議。支持的串行數據協議包括 Thunderbolt、DisplayPort、高清多媒體接口 (HDMI) 和移動高清鏈路 (MHL)。使用 VDM 可以輕松添加其他接口。

Stewart Connector USB-C 插座采用超薄設計，能最大限度地利用現有的 PC 板空間，從而帶來了更多價值。插座采用混合引腳設計，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，適用于自動拾放操作。

結語

能用上可反插的連接器固然令人興奮，但我們很快就會發現，USB-C 的用途遠不止這個。它為不同的音頻、視頻、數據存儲和通信協議提供了一個標準連接器。它還為正在開發的新興標準提供了支持。Stewart Connector 的解決方案有助于滿足設計人員的需求，可確?？煽?、緊湊的 USB-C PC 板連接。

審核編輯 黃宇