USB 連接器和插頭
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連接器屬性
可用性和方向
USB 委員會指定的連接器支持許多 USB 的基本目標，並反映了從計算機行業使用的許多連接器中吸取的經驗教訓。 安裝在主機或設備上的連接器稱為插座，連接到電纜的連接器稱為插頭。 該標準特意定義了這一點，以防止使用延長電纜。官方 USB 規範文檔還定期定義術語“公頭”代表插頭，“母頭”代表插座。
根據設計，USB 插頭很難錯誤地插入其插座。 USB 規範規定，所需的 USB 圖標必須壓印在 USB 插頭的“頂部”，這“...方便用戶識別，並有助於在插配過程中對齊”。 規格還顯示，“推薦”的“製造商徽標”（“刻”在圖表上，但未在文字中指定）位於 USB 圖標的另一側。 該規范進一步指出，“USB 圖標也位於每個插座附近。插座的方向應使插頭上的圖標在插接過程中可見。” 然而，該規範並未考慮設備相對於用戶視線高度的高度，因此當與桌上的計算機配對時，電纜的“可見”一側可能取決於用戶是站立還是站立。跪著。
USB延長線
雖然如果電纜可以任一面朝上插入，可用性會更好，但原始設計忽略了這一點，以使製造盡可能便宜。 Ajay Bhatt 參與了最初的 USB 設計團隊，他正在研究一種新設計，使電纜可以任意一面朝上插入。 新的可反轉插頭也比當前的 USB 3.0 Micro-B 連接器小得多。 它被稱為 Type-C，應該作為現有 USB 3.1 規範的補充而引入。
插入或拔出 USB 電纜時只需用適度的力。 USB 電纜和小型 USB 設備通過插座的夾緊力固定到位（無需其他連接器所需的螺釘、夾子或指旋裝置）。
電源使用拓撲
標準連接器的目的是強制實施 USB 網絡的定向拓撲：主機設備上的 A 型連接器負責供電，而目標設備上的 B 型連接器則負責供電。 這是為了防止用戶意外地將兩個 USB 電源連接在一起，從而導致短路和危險的高電流、電路故障甚至火災。 USB 不支持循環網絡，並且不兼容 USB 設備的標準連接器本身也不兼容。
然而，隨著多用途USB 連接（例如智能手機中的USB On-The-Go 和USB 供電的Wi-Fi 路由器）的出現，這種定向拓撲中的一些內容消失了，這些連接需要A 到A、 B- to-B，有時還有 Y/分離器電纜。 有關更詳細的摘要說明，請參閱下面的 USB On-The-Go 連接器部分。
耐用性
標準連接器設計堅固。 由於 USB 是可熱插拔的，因此與其他連接器相比，這些連接器的使用頻率可能更高，而且可能更不小心。 以前的許多連接器設計都很脆弱，指定嵌入式組件引腳或其他易彎曲或斷裂的精緻部件。 USB 連接器中的電觸點由相鄰的塑料舌片保護，並且整個連接組件通常由封閉的金屬護套保護。
連接器結構始終確保插頭上的外部護套在四個連接器中的任何一個進行電接觸之前與插座中的對應部分接觸。 外部金屬護套通常連接到系統接地，從而消除有害的靜電荷。 這種外殼設計還提供了一定程度的保護，防止 USB 信號在通過配對連接器對（這是雙絞線數據對並行傳輸時的唯一位置）時受到電磁干擾。 此外，由於電源和公共連接尺寸的要求，它們是在系統接地之後、數據連接之前進行的。 這種分階段的通斷時序可實現電氣安全熱插拔。[41]
較新的 Micro-USB 插座設計可在插座和插頭之間進行最多 10,000 次插入和拔出循環，而標準 USB 插座為 1,500 次，Mini-USB 插座為 5,000 次。 這是通過添加鎖定裝置並將板簧連接器從插孔移動到插頭來實現的，這樣受力最大的部分就位於連接的電纜側。 進行此更改是為了使較便宜的電纜上的連接器（而不是較昂貴的微型 USB 設備）承受最大的磨損。
兼容性
USB 標準為兼容的 USB 連接器規定了相對寬鬆的容差，以最大程度地減少不同供應商連接器的物理不兼容性。 為了解決其他一些連接器標準中存在的弱點，USB 規範還定義了連接設備插頭周圍區域的尺寸限制。 這樣做是為了防止設備由於連接器處電纜應力消除機構（通常與電纜外絕緣體一體成型）的尺寸而阻塞相鄰端口。 合規設備必須符合尺寸限制，或者支持符合尺寸限制的合規延長電纜。
一般來說，電纜只有插頭，主機和設備只有插座。 主機幾乎普遍具有 A 型插座，而設備則具有一種或另一種 B 型插座。 A 型插頭只能與 A 型插座配合，B 型插頭只能與 B 型插座配合； 他們故意在身體上不相容。 然而，USB 標準規範的擴展（稱為 USB On-The-Go）允許單個端口充當主機或設備，具體取決於將電纜的哪一端插入設備上的插座。 即使在連接電纜並且單元正在通信之後，兩個單元也可能在程序控制下“交換”末端。 此功能適用於 PDA 等設備，其中 USB 鏈路可能在一個實例中作為設備連接到 PC 的主機端口，而在另一個實例中作為主機本身連接到鍵盤和鼠標設備。
USB 3.0 連接器
主條目：USB 3.0 向後兼容性
USB 3.0 和 USB 2.0 的 A 型插頭和插座旨在實現互操作。 USB 3.0 中的 B 型插頭和插座比 USB 2.0 中的稍大； 因此，USB 2.0 B 型插頭可以插入 USB 3.0 B 型插座，反之則不行。
連接器類型
USB 連接器類型從左到右（標尺以厘米為單位）：Micro-B 插頭、UC-E6 專有（非 USB）插頭、Mini-B 插頭、標準 A 插座（倒置）、標準 A 插頭、標準 - B插頭
USB 連接器有多種類型，其中一些是在規范進展過程中添加的。 原始 USB 規範詳細介紹了標準 A 和標準 B 插頭和插座； B 連接器是必要的，這樣電纜的兩端都可以插入，並且仍然可以防止用戶將一個計算機插座連接到另一個計算機插座。 USB 2.0 規範的第一個工程變更通知添加了 Mini-B 插頭和插座。
TUSB 連接器類型從左到右（標尺以厘米為單位）：Micro-B 插頭、UC-E6 專有（非 USB）插頭、Mini-B 插頭、標準 A 插座（倒置）、標準 A 插頭、標準 - B插頭
與外部電源連接器相比，標準 A 插頭中的數據連接器實際上凹進了插頭中。 這允許首先連接電源，從而通過允許設備先加電然後傳輸數據來防止數據錯誤。 某些設備根據是否建立數據連接以不同的模式運行。 可以通過僅部分插入連接器來利用這種連接差異。 例如，某些電池供電的MP3 播放器在USB 插頭完全插入時會切換到文件傳輸模式，無法播放MP3 文件，但只需將插頭僅插入部分，電源插槽即可使用USB 電源在MP3 播放模式下運行。接觸而數據槽不接觸。 這使得這些設備能夠在 MP3 播放模式下運行，同時通過電纜供電。
為了可靠地實現僅充電功能，現代USB 配件外設現在包括充電電纜，可提供與主機端口的電源連接，但不提供數據連接，並且家用和車輛充電底座均可通過轉換器設備供電，但不包括充電電纜。主機設備和數據引腳，允許任何有能力的 USB 設備通過標準 USB 電纜充電或操作。
標準連接器
USB 連接器的引腳配置 標準 A/B，從插頭的正面/末端觀察
USB 2.0 標準-A 型 USB 插頭是一個扁平的矩形，可插入 USB 主機或集線器上的“下游端口”插座，並傳輸電源和數據。 此插頭經常出現在永久連接到設備的電纜上，例如通過 USB 連接將鍵盤或鼠標連接到計算機的電纜。
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USB 連接器的引腳配置 標準 A/B，從插頭的正面/末端觀察
USB 連接最終會磨損，因為反复插拔連接會鬆動。 USB-A 公頭連接器的使用壽命約為 1,500 個連接/斷開週期。
標準 B 插頭呈方形，外角有斜角，通常插入使用可拆卸電纜的設備（例如打印機）上的“上游插座”。 在某些設備上，B 型插座沒有數據連接，僅用於接受來自上游設備的電力。 這種雙連接器型方案 (A/B) 可防止用戶意外創建電氣迴路。
迷你和微型連接器
USB Mini A（左）和 USB Mini B（右）插頭
各種連接器已用於數碼相機、智能手機和平板電腦等小型設備。 其中包括現已棄用（即已取消認證但已標準化）的Mini-A 和Mini-AB 連接器（仍支持Mini-B 連接器，但不符合OTG（On The Go，即移動）標準）。[ 45] Mini-B USB 連接器是早期數據電話和 PDA（例如黑莓手機）之間傳輸數據的標準配置。
Mini-A 和 Mini-B 插頭的尺寸約為 3 x 7 毫米。 微型 USB 插頭具有相似的寬度和大約一半的厚度，使其能夠集成到更薄的便攜式設備中。 micro-A 連接器尺寸為 6.85 x 1.8 毫米，最大包覆成型尺寸為 11.7 x 8.5 毫米。 micro-B 連接器尺寸為 6.85 x 1.8 毫米，最大包覆成型尺寸為 10.6 x 8.5 毫米。
USB-IF 於2007 年1 月4 日發布了Micro-USB 連接器。Micro B USB 連接器的最大額定電流為每個引腳1 A，或者引腳1 和5 為1.8 A，引腳2 為0.5 A， 3 和4。Mini-A 連接器和Mini-AB 插座連接器已於2007 年5 月23 日被棄用。雖然許多當前可用的設備和電纜仍然使用Mini 插頭，但較新的Micro 連接器正在被廣泛採用，並且截至2010 年12 月，它們是使用最廣泛的。 更薄的微型連接器旨在取代智能手機、個人數字助理和相機等新設備中的迷你插頭。微型插頭設計的額定壽命至少為 10,000 次連接-斷開循環，遠高於迷你插頭設計。 它還旨在減少設備的機械磨損； 相反，更易於更換的電纜旨在承受連接和斷開時的機械磨損。 通用串行總線 Micro-USB 電纜和連接器規範詳細介紹了 Micro-A 插頭、Micro-AB 插座（可接受 Micro-A 和 Micro-B 插頭）以及 Micro-B 插頭和插座的機械特性，以及標準A插座至Micro-A 插頭適配器。
蜂窩電話運營商集團開放移動終端平台(OMTP) 於2007 年認可Micro-USB 作為移動設備上數據和電源的標準連接器。此外，國際電信聯盟(ITU) 於2009 年10 月22 日也宣布已批准Micro-USB UCS 擁抱micro-USB 作為通用充電解決方案，其“高能效的一充一充適合所有新型手機解決方案”，並補充道：“基於Micro-USB 接口，UCS 充電器還包括一個4 星級或更高效率的充電器額定值——比未額定值的充電器能效高出三倍。”
歐洲標準化機構 CEN、CENELEC 和 ETSI（獨立於 OMTP/GSMA 提案）定義了一種通用外部電源 (EPS)，供在歐盟銷售的基於 micro-USB 的智能手機使用。14 全球最大的手機製造商簽署了歐盟共同EPS 諒解備忘錄(MoU)。 蘋果公司是最初的諒解備忘錄簽署者之一，根據通用 EPS 諒解備忘錄的允許，為其配備蘋果專有 30 針底座連接器或（後來的）“閃電”連接器的 iPhone 提供微型 USB 適配器。
微型 A USB
微型B型USB
USB Mini A（左）和 USB Mini B（右）插頭
USB 便攜式連接器
主條目：USB On-The-Go
當前所有 USB On-The-Go (OTG) 設備都需要有一個且只有一個 USB 連接器：Micro-AB 插座。 該插座能夠接受 Micro-A 和 Micro-B 插頭，連接到 Micro-USB1.01 中定義的任何合法電纜和適配器。 在開發 Micro-USB 之前，USB On-The-Go 設備需要使用 Mini-AB 插座來執行同等工作。
插入 A 插頭的 OTG 設備稱為 A 設備，負責在需要時為 USB 接口供電，並默認承擔主機角色。 插入 B 插頭的 OTG 設備稱為 B 設備，默認情況下承擔外設的角色。 未插入插頭的 OTG 設備默認充當 B 設備。 如果B設備上的應用程序需要主機角色，則使用主機協商協議（HNP）將主機角色臨時轉移到B設備。
連接到純外設 B 設備或標準/嵌入式主機的 OTG 設備的角色由電纜固定，因為在這些情況下，只能以一種方式連接電纜。
| Receptacle (images not to scale) |
Plug (images not to scale) | |||||
| USB Std A.png | USB Std B.png | Mini-A | USB Mini B.png | USB Micro A.png | USB Micro B.png | |
| USB Type-A.png | Yes | No | No | No | No | No |
| USB Type-B.png | 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 |
電纜插頭 (USB 1.x/2.0)
電纜帶有成對的插頭：
| Plug (images not to scale) |
Plug (images not to scale) | |||||
| USB Type-A.png | USB Type-B.png | Mini-A | USB Mini B.png | USB Micro A.png | USB Micro B.png | |
| USB Type-A.png | Non-standard | Yes | Non-standard | Yes | Non-standard | Yes |
| USB Type-B.png | Yes | No | Deprecated | No | Non-standard | No |
| Mini-A | Non-standard | Deprecated | No | Deprecated | No | Non-standard |
| USB Mini B.png | Yes | No | Deprecated | No | Non-standard | No |
| USB Micro A.png | Non-standard | Non-standard | No | Non-standard | No | Yes |
| USB Micro B.png | Yes | No | Non-standard | No | Yes | No |
非標
出於特定專有目的而存在，並且在大多數情況下不能與 USB-IF 兼容設備互操作。 然而，確實存在中間有電路的兼容 A 到 A 電纜，其行為相當於一對設備，例如 Easy Transfer 電纜。
除了上述包含兩個插頭的電纜組件外，帶有 Micro-A 插頭和 Standard-A 插座的“適配器”電纜也符合 USB 規範。其他連接器組合不符合規範。
已棄用
一些帶有 Mini-A 連接器的舊設備和電纜已通過 USB-IF 認證。 Mini-A 連接器已過時：不再有新的 Mini-A 連接器，Mini-A 和 Mini-AB 插座也不會獲得認證。
電纜插頭 (USB 3.0)
另請參閱：USB 3.0 連接器
USB 3.0 Micro-B 插頭
另請參閱：USB 3.0 連接器
USB 3.0引入了新的Micro-B電纜插頭，見右圖。 它由一個標準 USB 1.x/2.0 Micro-B 電纜插頭以及“堆疊”在其側面的附加 5 針插頭組成。 這樣，USB 3.0 Micro-A 主機連接器保留了與 USB 1.x/2.0 Micro-B 電纜插頭的向後兼容性。
USB 3.0 Micro-B 插頭
引腳排列
另請參閱：USB 3.0 引腳排列
USB 是一種串行總線，對於USB 2.0 變體使用四根屏蔽線：兩根用於電源（VBUS 和GND），兩根用於差分數據信號（在引腳排列中標記為D+ 和D-） 。 不歸零反相（NRZI）編碼方案用於傳輸數據，並使用同步字段來同步主機和接收器時鐘。 D+ 和 D- 信號在雙絞線上傳輸，為 USB 2.0 提供半雙工數據傳輸。
USB 3.0 變體中存在額外的電線，由兩對雙絞線組成，並提供各種改進，包括提高速度的全雙工數據傳輸。
| 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 標準引腳排列
| 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 引腳排列
| 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 |
專有連接器和格式
出於技術或營銷原因，個人電子設備製造商可能不會在其產品中包含 USB 標準連接器。一些製造商提供專有電纜，允許其設備物理連接到 USB 標準端口。 無法保證專有端口和帶有 USB 標準端口的電纜的全部功能； 例如，一些設備僅使用USB連接來為電池充電，並且不實現任何數據傳輸功能。
HTC ExtMicro USB 端口和連接器
諾基亞 Pop-Port 連接器
顏色
端口和連接器通常採用顏色編碼以區分不同的功能。 這些顏色不屬於 USB 規範的一部分，並且可能因製造商而異。
[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 |