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USB 3.1 标准 A 型连接器及其引脚分配

article 2024/9/24 3:50:57

USB 3.1 标准 A 型连接器

USB 3.1 标准 A 型连接器被定义为主机连接器。它具有与 USB 2.0 标准 A 型连接器相同的配合接口，但增加了另外两对差分信号和一个接地引脚。

USB 3.1 标准 A 型插座可以接受 USB 3.1 标准 A 型插头或 USB 2.0 标准 A 型插头。类似地，USB 3.1 标准 A 型插头可以与 USB 3.1 标准 A 型插座或 USB 2.0 标准 A 型插座配合使用。

建议对 USB 3.1 标准 A 型连接器的塑料外壳采用独特的颜色编码，以帮助用户区分 USB 3.1 标准 A 型连接器和 USB 2.0 标准 A 型连接器。

接口定义

虽然 USB 3.1 标准 A 型连接器与 USB 2.0 标准 A 型连接器基本具有相同的外形尺寸，但内部存在显著差异。以下是关键特征和需要注意的设计区域：

除了 USB 2.0 所需的 VBUS、D-、D+和 GND 引脚之外，USB 3.1 标准 A 型连接器还包括另外五个引脚：两对差分信号引脚加上一个接地引脚（GND_DRAIN）。新增的两对差分信号引脚用于超速（SuperSpeed）数据传输，支持双单工超速信号传输。新增的 GND_DRAIN 引脚用于接地线端接以及管理电磁干扰（EMI）、射频干扰（RFI）和信号完整性。
五个超速引脚的接触区域在插座中以片状位于前部，而四个 USB 2.0 引脚在插座中以梁状或弹簧状位于后部。相应地，在插头中，超速触点为梁状，位于 USB 2.0 片状触点之后。换句话说，USB 3.1 标准 A 型连接器具有两层接触系统。
在 USB 标准 A 型连接器外形尺寸内采用分层接触的方法，与 USB 2.0 标准 A 型连接器相比，接触面积更小。连接器接口尺寸考虑了 USB 3.1 标准 A 型插座与 USB 3.1 标准 A 型插头之间、USB 3.1 标准 A 型插座与 USB 2.0 标准 A 型插头之间以及 USB 2.0 标准 A 型插座与 USB 3.1 标准 A 型插头之间的接触配合要求。
连接器接口定义避免了在将 USB 2.0 标准 A 型插头插入 USB 3.1 标准 A 型插座或将 USB 3.1 标准 A 型插头插入 USB 2.0 标准 A 型插座时，在插入过程中超速引脚和 USB 2.0 引脚之间发生短路。
与 USB 2.0 标准 A 型插座相比，为了支持两层接触，USB 3.1 标准 A 型插座连接器的深度（插入系统板的深度）可能会有所增加。
本规范中未展示堆叠式 USB 3.1 标准 A 型插座的图纸。只要它们满足本规范中定义的所有电气和机械要求，就是允许的。在设计堆叠式 USB 3.1 标准 A 型插座时，需要努力最小化堆叠中顶部连接器由于其较长的电气路径而产生的阻抗不连续性。需要关注 USB 3.1 标准 A 型连接器的高速电气设计。除了最小化连接器阻抗不连续性之外，还应最小化超速差分信号对与 USB 2.0 D+/D−对之间的串扰。
插座连接器应具有后屏蔽，以确保插座连接器完全封闭。USB 3.1 插座还应通过提供足够数量的接地片与 PCB 接地良好接触，以确保到 PCB 接地的低阻抗路径。当插入时，USB 3.1 插座连接器应与 USB 3.1 插头的屏蔽具有牢固的配合接口。本规范的先前版本要求在最靠近 USB 超速信号触点的一侧中间提供一个接地弹簧片，并在 USB 3.0 标准 A 型插座的外壳两侧提供接地弹簧。新设计应在最靠近 USB 超速信号触点的一侧有三个接地弹簧片，在与 USB 超速信号触点相对的一侧有两个接地弹簧片，并且在 USB 3.1 标准 A 型插座的外壳两侧各有一个接地弹簧。

USB 3.1 标准 A 型插座接口：

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