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作者 主题: 06--购买USB设备的常识 <2009-11-28>  (阅读 1458 次)

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gogochen

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06--购买USB设备的常识 <2009-11-28>
« 于: 八月 07, 2014, 11:58:40 下午 »

购买USB设备的常识

dong-bei发表于 2009-11-28

很多用户使用USB设备,出现各种问题,比如检测不到设备、不识别的设备、死机等等,由于国内有些USB设备不是很标准,导致这种问题发生很多。本文介绍一些经验供参考。

一、USB线和USB插头

USB规范规定USB线必须是屏蔽线,屏蔽线要良好接地。

 
下面看看几种USB线。

 这种透明PVC包皮的线,可以看到外屏蔽层,是符合USB标准的。


 这种不透明的PVC包皮线看不到内部,但可以从整体线径看出,一般是比较粗的。


 这种较细的线就很难说了,切开一看,里面没有任何屏蔽层。

那么是不是必需切开才能辨别?一般不需要。办法是:
用万用表测两端插头的保护壳,如果导通,就有屏蔽,不导通的就没有,即使有因为没有导通也不起作用。就是说屏蔽层和插头的保护壳是连接(电气连接)在一起的。

 
屏蔽层是防EMI的,没有屏蔽层的USB线容易受到静电、电磁波干扰。表现在系统经常不能识别USB设备,接入USB设备死机,USB键鼠在使用中丢失,移动硬盘拷贝文件错误等等。
USB插头有几种类型,不管什么类型,其插头内有4根线,插头的金属保护壳与线缆的屏蔽层连接,以便把静电、电磁干扰产生的电流导入大地,避免设备受损或不能正常使用。

 
二、USB设备自带线

有些USB设备自带USB线,比如键盘、鼠标、摄像头、HUB等等。这些USB线有符合标准的,也有不符合标准的。下面列举出来看看。


透明PVC包皮,可以看到外层屏蔽。


只有内层屏蔽。


黑色PVC,看不到里面,但线径较粗。


也是黑色PVC,线径较细。

这种USB设备自带线的屏蔽层一端与插头的金属壳连接,一端在设备里面与PCB的地线连接。拆开设备可以看到5根线。

 
没有屏蔽层的,看到4根线。

 
一般USB设备都有封签,撕毁就没有质保。拆开检查不现实,那么如何检查是否有屏蔽层并且接地?也是用万用表的电阻档,测量插头的保护壳和地线是否导通,

 
三、解剖三个鼠标

现在解剖罗技、微软、双飞燕三个鼠标。

 
1、万用表测量USB插头的金属壳和地线是否导通

 
罗技和双飞燕可以导通,微软的不能导通。是不是罗技和双飞燕的USB线有屏蔽层,微软的没有?
下面解剖鼠标,看看内部的接线。

2、内部接线
2-1、先看罗技的,这是鼠标内部。


看看屏蔽层的导流屏蔽线如何连接在PCB,如何与地线连接的。

 
这种罗技鼠标,有屏蔽层,屏蔽层接地,用在任何品牌,任何型号的主板上,任何环境下都很稳定。

2-2、再看微软的,这是微软鼠标内部。

 
看看屏蔽层的导流线为何不能与地线导通。

 
其实还应该在电容上并联一个!M的电阻,防静电。微软鼠标没有这样做。
微软鼠标在一些干扰强的环境下,会出现系统不能识别鼠标,使用中鼠标丢失等问题。其原因在此。

2-3、再看双飞燕鼠标,这是双飞燕鼠标内部

 
虽然USB插头外壳能与地导通,但不等于USB线有屏蔽层。看看那细细的USB线就不可能有屏蔽层。为什么还能导通?
原来是5根线,除了USB的4根线,还有一跟USB外壳的线。

 
这根USB外壳线不是屏蔽层,也就是说双飞燕鼠标的USB线用一跟铜线代替外屏蔽层,在PCB板上和地线连接,冒充屏蔽线。所以双飞燕鼠标在一些干扰强的环境下,会出现系统不能识别鼠标,使用中鼠标丢失等问题。

3、USB鼠标芯片厂家的图纸
那么USB鼠标的屏蔽层导流线如何连接?
我们看看芯片的图纸

 
按上面的电路图,屏蔽层导流线通过RC网(1MΩ电阻和470P电容)接地。上面解剖的三个名牌鼠标都没有这样做。只有罗技的比较接近芯片图纸要求。
名牌鼠标尚且如此,那些无名鼠辈可想而知。
综上所述,检验USB设备自带USB线是不是屏蔽线,是不是电气接地。要同时用两种方法:
1、看线的粗细,较细的线是不会有屏蔽层的。
2、用万用表测量USB插头的外壳,看看与里面的地线是否导通。

四、直插式USB设备

现在看看那些没有USB线,直插式的USB设备,有U盘,USB网卡、USB声卡、USB读卡器等等。
这些设备没有USB线,但USB插头的金属外壳必须接地,以便防静电荷电磁干扰。

1、插头金属外壳接地方式
由于USB插头的金属外壳直接焊接在PCB,接地方式就是直接焊接在PCB的地线上。
这是透明外壳的读卡器,可以看清USB金属壳焊接在PCB的地线出。

 
2、不透明的检测方法
不透明外壳的可以用前面介绍过的,用万用表电阻档测量金属壳是否与里面的地线导通。

 
3、真有不导通的
这种USB设备,USB金属外壳接不接地,不会增加或者节省很多成本。不会有不接地的吧?确实还真有不接地的。这个就是不接地的。

 
使用这种类型的USB设备,如果不稳定,有时识别不出来,请先检查一下U盘的USB金属外壳是否接地。

五、机箱的前置USB线

前面说过USB线应该是屏蔽线,机箱的前置USB线也应该遵守这个标准。但是市售低档机箱都使没有屏蔽的4根排线,只有某些高档机箱用屏蔽线。
如果机箱不用屏蔽线,前置USB也会经常出问题。

六、USB转PS2转接头

这种转接头两端的金属壳也应该是电气连通的。

 
市售的这种转接头真有两端金属壳不连通的,这样的转接头会出现找不到鼠标的问题。

七、小结

当然,没有屏蔽接地的USB设备不是不能使用(如果不能使用,USB设备厂也就不敢省略),没有静电或电磁干扰的情况下不会有问题。一旦有干扰就出问题了。
就像四川大地震,没有地震时看不出偷工减料的建筑物有什么问题,地震了,那些偷工减料的建筑物就露馅了。
还有很多USB设备,这里不一一列举了,原理都是一样,要有屏蔽,屏蔽要接地。
« 最后编辑时间: 十一月 17, 2014, 03:57:09 下午 作者 Superman »
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