USB 连接器和插头
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连接器属性
可用性和方向
USB 委员会指定的连接器支持许多 USB 的基本目标，并反映了 从计算机行业使用的许多连接器中吸取的经验教训。安装在主机或 设备上的连接器称为插座，连接到电缆的连接器称为插头。该标准 特意定义了这一点，以防止使用延长电缆。官方 USB 规范文档还定 期定义术语“公头”代表插头，“母头” 代表插座。
根据设计，USB 插头很难错误地插入其插座。 USB 规范规定， 所需的 USB 图标必须压印在 USB 插头的“顶部”，这 “...方便用户识别，并有助于在插配过程中对齐”。规格还显示，“推荐”的“制造商徽标” （“刻”在图表上，但未在文字中指定）位于 USB 图 标的另一侧。该规范进一步指出，“USB 图标也位于每个插座附近。插座的方向应使插头上的图标在插接过程中可见。 ” 然而，该规范并未考虑设备相对于用户视线高度的高度， 因此当与桌上的计算机配对时，电缆的“可见”一侧可能取决于用户是站立还是站立。跪着。
USB延长线
虽然如果电缆可以任一面朝上插入，可用性会更好，但原始设计忽 略了这一点，以使制造尽可能便宜。 Ajay Bhatt 参与了最初的 USB 设计团队，他正在研究一种新设计，使电缆可以任意一面朝上插入 。新的可反转插头也比当前的 USB 3.0 Micro-B 连接器小得多。它 被称为 Type-C，应该作为现有 USB 3.1 规范的补充而引入。
插入或拔出 USB 电缆时只需用适度的力。 USB 电缆和小型 USB 设备通过插座的夹紧力固定到位（无需其他连接器所需的螺钉 、夹子或指旋装置）。
电源使用拓扑
标准连接器的目的是强制实施 USB 网络的定向拓扑：主机设备上的 A 型连接器负责供电，而目标设备上的 B 型连接器则负责供电。这 是为了防止用户意外地将两个 USB 电源连接在一起，从而导致短路 和危险的高电流、电路故障甚至火灾。 USB 不支持循环网络，并且 不兼容 USB 设备的标准连接器本身也不兼容。
然而，随着多用途USB 连接（例如智能手机中的USB On- The-Go 和USB 供电的Wi-Fi 路由器）的出现，这种定向拓扑中的一些内容消失了，这些连接需要A 到A、 B- to-B，有时还有Y/分离器电缆。有关更详细的摘要说明，请参阅下面的 USB On-The-Go 连 接器部分。
耐用性
标准连接器设计坚固。由于 USB 是可热插拔的，因此与其他连接器 相比，这些连接器的使用频率可能更高，而且可能更不小心。以前 的许多连接器设计都很脆弱，指定嵌入式组件引脚或其他易弯曲或 断裂的精致部件。 USB 连接器中的电触点由相邻的塑料舌片保护， 并且整个连接组件通常由封闭的金属护套保护。
连接器结构始终确保插头上的外部护套在四个连接器中的任何 一个进行电接触之前与插座中的对应部分接触。外部金属护套通常 连接到系统接地，从而消除有害的静电荷。这种外壳设计还提供了 一定程度的保护，防止 USB 信号在通过配对连接器对（这是双绞线 数据对并行传输时的唯一位置）时受到电磁干扰。此外，由于电源 和公共连接尺寸的要求，它们是在系统接地之后、数据连接之前进 行的。这种分阶段的通断时序可实现电气安全热插拔。 [41]
较新的 Micro-USB 插座设计可在插座和插头之间进行最多 10,000 次插入和拔出循环，而标准 USB 插座为 1,500 次，Mini- USB 插座为 5,000 次。这是通过添加锁定装置并将板簧连接器从插 孔移动到插头来实现的，这样受力最大的部分就位于连接的电缆侧 。进行此更改是为了使较便宜的电缆上的连接器（而不是较昂贵的 微型 USB 设备）承受最大的磨损。
兼容性
USB 标准为兼容的 USB 连接器规定了相对宽松的容差，以最大 程度地减少不同供应商连接器的物理不兼容性。为了解决其他一些 连接器标准中存在的弱点，USB 规范还定义了连接设备插头周围区 域的尺寸限制。这样做是为了防止设备由于连接器处电缆应力消除 机构（通常与电缆外绝缘体一体成型）的尺寸而阻塞相邻端口。合 规设备必须符合尺寸限制，或者支持符合尺寸限制的合规延长电缆 。
一般来说，电缆只有插头，主机和设备只有插座。主机几乎普 遍具有 A 型插座，而设备则具有一种或另一种 B 型插座。 A 型插头 只能与 A 型插座配合，B 型插头只能与 B 型插座配合； 他们故意在 身体上不相容。然而，USB 标准规范的扩展（称为 USB On-The- Go）允许单个端口充当主机或设备，具体取决于将电缆的哪一端插 入设备上的插座。即使在连接电缆并且单元正在通信之后，两个单 元也可能在程序控制下“交换”末端。此功能适用于 PDA 等设备，其中 USB 链路可能在一个实例中作为设备连接到 PC 的主机端口，而在另一个实例中作为主机本身连接到键盘和鼠标设备。
USB 3.0 连接器
主条目：USB 3.0 向后兼容性
USB 3.0 和 USB 2.0 的 A 型插头和插座旨在实现互操作。 USB 3.0 中的 B 型插头和插座比 USB 2.0 中的稍大； 因此，USB 2.0 B 型插 头可以插入 USB 3.0 B 型插座，反之则不行。
连接器类型
USB 连接器类型从左到右（标尺以厘米为单位）：Micro-B 插头、UC-E6 专有（非USB）插头、Mini-B 插头、标准A 插座（倒置）、标准A 插头、标准- B插头
USB 连接器有多种类型，其中一些是在规范进展过程中添加的。原 始 USB 规范详细介绍了标准 A 和标准 B 插头和插座； B 连接器是 必要的，这样电缆的两端都可以插入，并且仍然可以防止用户将一 个计算机插座连接到另一个计算机插座。 USB 2.0 规范的第一个工 程变更通知添加了 Mini-B 插头和插座。
TUSB 连接器类型从左到右（标尺以厘米为单位）：Micro-B 插头、UC-E6 专有（非USB）插头、 Mini-B 插头、标准A 插座（倒置）、标准A 插头、标准- B插头
与外部电源连接器相比，标准 A 插头中的数据连接器实际上凹 进了插头中。这允许首先连接电源，从而通过允许设备先加电然后 传输数据来防止数据错误。某些设备根据是否建立数据连接以不同 的模式运行。可以通过仅部分插入连接器来利用这种连接差异。例如，某些电池供电的MP3 播放器在USB 插头完全插入时会切换到文件传输模式，无法播放MP3 文件，但只需将插头仅插入部分，电源插槽即可使用USB 电源在MP3 播放模式下运行。接触而数据槽不接 触。这使得这些设备能够在 MP3 播放模式下运行，同时通过电缆 供电。
为了可靠地实现仅充电功能，现代USB 配件外设现在包括充电电缆，可提供与主机端口的电源连接，但不提供数据连接，并且家用和车辆充电底座均可通过转换器设备供电，但不包括充电电缆。主机设备和数据引脚，允许任何有能力的 USB 设备通过标准 USB 电缆充电或操作。
标准连接器
USB 连接器的引脚配置 标准 A/B，从插头的正面/末端观察
USB 2.0 标准-A 型 USB 插头是一个扁平的矩形，可插入 USB 主机 或集线器上的“下游端口”插座，并传输电源和数据 。此插头经常出现在永久连接到设备的电缆上，例如通过 USB 连接 将键盘或鼠标连接到计算机的电缆。
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USB 连接器的引脚配置 标准 A/B，从插头的正面/末端观察
USB 连接最终会磨损，因为反复插拔连接会松动。 USB-A 公头连接 器的使用寿命约为 1,500 个连接/断开周期。
标准 B 插头呈方形，外角有斜角，通常插入使用可拆卸电缆的 设备（例如打印机）上的“上游插座”。在某些设备 上，B 型插座没有数据连接，仅用于接受来自上游设备的电力。这 种双连接器型方案 (A/B) 可防止用户意外创建电气回路。
迷你和微型连接器
USB Mini A（左）和 USB Mini B（右）插头
各种连接器已用于数码相机、智能手机和平板电脑等小型设备。其 中包括现已弃用（即已取消认证但已标准化）的Mini-A 和Mini-AB 连接器（仍支持Mini-B 连接器，但不符合OTG（On The Go，即移 动）标准）。 [ 45] Mini-B USB 连接器是早期数据电话和 PDA（例 如黑莓手机）之间传输数据的标准配置。
Mini-A 和 Mini-B 插头的尺寸约为 3 x 7 毫米。微型 USB 插头 具有相似的宽度和大约一半的厚度，使其能够集成到更薄的便携式 设备中。 micro-A 连接器尺寸为 6.85 x 1.8 毫米，最大包覆成型尺 寸为 11.7 x 8.5 毫米。 micro-B 连接器尺寸为 6.85 x 1.8 毫米，最 大包覆成型尺寸为 10.6 x 8.5 毫米。
USB-IF 于2007 年1 月4 日发布了Micro-USB 连接器。 Micro B USB 连接器的最大额定电流为每个引脚1 A，或者引脚1 和5 为1.8 A ，引脚2 为0.5 A， 3 和4。 Mini-A 连接器和Mini-AB 插座连接器已 于2007 年5 月23 日被弃用。虽然许多当前可用的设备和电缆仍然使 用Mini 插头，但较新的Micro 连接器正在被广泛采用，并且截至 2010 年12 月，它们是使用最广泛的。更薄的微型连接器旨在取代 智能手机、个人数字助理和相机等新设备中的迷你插头。微型插头 设计的额定寿命至少为 10,000 次连接-断开循环，远高于迷你插头 设计。它还旨在减少设备的机械磨损； 相反，更易于更换的电缆旨 在承受连接和断开时的机械磨损。通用串行总线Micro-USB 电缆和连接器规范详细介绍了Micro-A 插头、Micro-AB 插座（可接受Micro-A 和Micro-B 插头）以及Micro-B 插头和插座的机械特性， 以及标准A插座至Micro-A 插头适配器。
蜂窝电话运营商集团开放移动终端平台(OMTP) 于2007 年认可 Micro-USB 作为移动设备上数据和电源的标准连接器。此外，国际电信联盟(ITU) 于2009 年10 月22 日也宣布已批准Micro-USB UCS 拥抱micro-USB 作为通用充电解决方案，其“高能效的一充一充适合所有新型手机解决方案”，并补充道：“基于Micro-USB 接口，UCS 充电器还包括一个4 星级或更高效率的充电器额定值——比未额定值的充电器能效高出三倍。 ”
欧洲标准化机构 CEN、CENELEC 和 ETSI（独立于 OMTP/GSMA 提案）定义了一种通用外部电源 (EPS)，供在欧盟销 售的基于 micro-USB 的智能手机使用。 14 全球最大的手机制造商 签署了欧盟共同EPS 谅解备忘录(MoU)。苹果公司是最初的谅解备 忘录签署者之一，根据通用 EPS 谅解备忘录的允许，为其配备苹果 专有 30 针底座连接器或（后来的）“闪电”连接器的 iPhone 提供微型 USB 适配器。
USB 便携式连接器
主条目：USB On-The-Go
当前所有 USB On-The-Go (OTG) 设备都需要有一个且只有一个 USB 连接器：Micro-AB 插座。该插座能够接受 Micro-A 和 Micro-B 插头，连接到 Micro-USB1.01 中定义的任何合法电缆和适 配器。在开发 Micro-USB 之前，USB On-The-Go 设备需要使用 Mini-AB 插座来执行同等工作。
插入 A 插头的 OTG 设备称为 A 设备，负责在需要时为 USB 接 口供电，并默认承担主机角色。插入 B 插头的 OTG 设备称为 B 设 备，默认情况下承担外设的角色。未插入插头的 OTG 设备默认充 当 B 设备。如果B设备上的应用程序需要主机角色，则使用主机协 商协议（HNP）将主机角色临时转移到B设备。
连接到纯外设 B 设备或标准/嵌入式主机的 OTG 设备的角色由 电缆固定，因为在这些情况下，只能以一种方式连接电缆。
| Receptacle (images not to scale) |
Plug (images not to scale) | |||||
| Mini- A | ||||||
| Yes | No | No | No | No | No | |
| No | Yes | No | No | No | No | |
| Mini- A | No | No | Deprecated | No | No | No |
| Mini- AB | No | No | Deprecated | Deprecated | No | No |
| USB Mini-B receptacle.png | No | No | No | Yes | No | No |
| USB Micro-AB receptacle.jpg | No | No | No | No | Yes | Yes |
| USB Micro-B receptacle.svg | No | No | No | No | No | Yes |
电缆插头 (USB 1.x/2.0)
电缆带有成对的插头：
| Plug (images not to scale) |
Plug (images not to scale) | |||||
| Mini- A | ||||||
| Non-standard | Yes | Non-standard | Yes | Non-standard | Yes | |
| Yes | No | Deprecated | No | Non-standard | No | |
| Mini- A | Non-standard | Deprecated | No | Deprecated | No | Non-standard |
| Yes | No | Deprecated | No | Non-standard | No | |
| Non-standard | Non-standard | No | Non-standard | No | Yes | |
| Yes | No | Non-standard | No | Yes | No | |
非标
出于特定专有目的而存在，并且在大多数情况下不能与 USB-IF 兼容设备互操作。然而，确实存在中间有电路的兼容 A 到 A 电缆， 其行为相当于一对设备，例如 Easy Transfer 电缆。
除了上述包含两个插头的电缆组件外，带有 Micro-A 插头和 Standard-A 插座的“适配器”电缆也符合 USB 规范 。其他连接器组合不符合规范。
已弃用
一些带有 Mini-A 连接器的旧设备和电缆已通过 USB-IF 认证。 Mini-A 连接器已过时：不再有新的 Mini-A 连接器，Mini-A 和 Mini-AB 插座也不会获得认证。
電纜插頭 (USB 3.0)
另请参阅：USB 3.0 连接器
USB 3.0 Micro-B 插头
另请参阅：USB 3.0 连接器
USB 3.0引入了新的Micro-B电缆插头，见右图。它由一个标准 USB 1.x/2.0 Micro-B 电缆插头以及“堆叠”在其侧面的附 加 5 针插头组成。这样，USB 3.0 Micro-A 主机连接器保留了与 USB 1.x/2.0 Micro-B 电缆插头的向后兼容性。
USB 3.0 Micro-B 插头
引脚排列
另请参阅：USB 3.0 引脚排列
USB 是一种串行总线，对于USB 2.0 变体使用四根屏蔽线：两根用 于电源（VBUS 和GND），两根用于差分数据信号（在引脚排列中 标记为D+ 和D-） 。不归零反相（NRZI）编码方案用于传输数据， 并使用同步字段来同步主机和接收器时钟。 D+ 和 D- 信号在双绞线 上传输，为 USB 2.0 提供半双工数据传输。
USB 3.0 变体中存在额外的电线，由两对双绞线组成，并提供 各种改进，包括提高速度的全双工数据传输。
| Types-usb th1.svg | Standard, Mini, and Micro USB plugs (not to scale). The white areas in these drawings represent hollow spaces. As the plugs are shown here, the USB logo (with optional letter A or B) is on the top of the overmold in all cases. Pin numbering looking into receptacles is mirrored from plugs, such that pin 1 on plug connects to pin 1 on the receptacle. |
| USB 3.0 Micro B plug.PNG | Micro-B USB 3.0 plug Power (VBUS) USB 2.0 differential pair (D−) USB 2.0 differential pair (D+) USB OTG ID for identifying lines GND USB 3.0 signal transmission line (−) USB 3.0 signal transmission line (+) GND USB 3.0 signal receiving line (−) USB 3.0 signal receiving line (+) |
USB 1.x/2.0 标准引脚排列
| Pin | Name | Cable color | Description |
| 1 | VBUS | Red (or Orange) | +5 V |
| 2 | D− | White (or Gold) | Data − |
| 3 | D+ | Green | Data + |
| 4 | GND | Black (or Blue) | Ground |
USB 1.x/2.0 Mini/Micro 引脚排列
| Pin | Name | Cable color | Description |
| 1 | VBUS | Red | +5 V |
| 2 | D− | White | Data − |
| 3 | D+ | Green | Data + |
| 4 | ID | N/A | Permits distinction of a host connection from device connection: • host: connected to the signal ground • device: not connected |
| 5 | GND | Black | Signal ground |
专有连接器和格式
出于技术或营销原因，个人电子设备制造商可能不会在其产品中包 含 USB 标准连接器。一些制造商提供专有电缆，允许其设备物理连 接到 USB 标准端口。无法保证专有端口和带有 USB 标准端口的电 缆的全部功能； 例如，一些设备仅使用USB连接来为电池充电，并 且不实现任何数据传输功能。
HTC ExtMicro USB 端口和连接器
诺基亚 Pop-Port 连接器
颜色
端口和连接器通常采用颜色编码以区分不同的功能。这些颜色不属 于 USB 规范的一部分，并且可能因制造商而异。
[需要引用]
| Color | Description |
| Black or white | USB 1.x or USB 2.0 |
| Blue | USB 3.0 |
| Yellow or red (ports only) | High current and/or Sleep-and-charge |