USB接口电路电路
usb供电接口电路工作原理
usb供电接口电路工作原理
电源接口电路(USB)是一种通信协议，用于连接计算机和其他设备（例如手机，相机，游戏控制器等）的接口。
该接口不仅可以传输数据，而且还可以提供电源。
这篇文章将介
绍USB供电接口电路的工作原理。
首先，USB端口中有四个针脚，分别为Vbus，GND，D+和D-。
其中，Vbus针脚会向外
部提供5V电源。
这个电源的主要供应是由USB主控芯片提供的，也称为控制器。
这个控制器通常位于计算机或手机中。
其他设备需要通过USB电缆将自己的电源接口与USB主控芯
片连接起来。
当用户将设备插入USB端口时，USB主控芯片将通过D+和D-线对其进行检测。
如果设备无法识别，电流会被限制，以避免过流或短路情况发生。
如果USB主控芯片确定设备可用，将使用USB供电接口电路将电源提供给设备。
USB供电接口电路是一个复杂的电路，由许多不同的电路板和IC组成。
其中最重要的是稳压器。
例如，在供电线路上，稳压器将负责将输入电流降压到合适的电压并过滤噪声。
此外，每个USB设备也有自己的电源管理电路，用于监控供电电流和电压，并保护设备不
受电压过载或电流突然增加的影响。
总之，USB供电接口电路是连接计算机和其他设备的重要通信协议之一。
除了提供数
据传输功能，它还提供了电源的供应，让用户不必为设备接线而担心。
虽然复杂，但USB
供电接口电路的确发挥了很大的作用，已经成为现代互联时代中不可或缺的一部分。
USB接口内部结构_IC
一、USB接口电路1、USB1.1协议对IO口直流特性的要求：2、Virtex-5 IO：1）LVTTL 直流特性2）LVCMOS、LVDCI 和 LVDCI_DV2 直流特性：4、USB1T11芯片：通过查找资料在FPGA中用LVCMOS类型的IO口进行USB接口电路的代替。
二、TSMC IO Library中IO口的分析：TSMC IO库中有许多IO口类型，选择符合接口电路对IO进行版图提取并分析仿真其性能是否符合要求。
主要是分析一下IO library中的PRB24SDGZ IO口电路，PRB24SDGZ的结构图如下：PRB24SDGZ采用schmitt输入和三态输出结构，并且具有耐高压性能。
根据其所提供的版图提取出其电路原理图：1 输入电路：由上原理图左半部分可知，输入采用施密特输入结构，施密特输入结构可以提高噪声容限，PAD输入经过施密特后接3个非门结构，该结构的目的主要是讲PAD点的3.3v电平转化成芯片内部的供电电压1.8v，同时也起到提高驱动能力的作用。
为了能够耐高压，该IO口电路采用了一种floating N-well结构：上图中下半部分是输出驱动管，上半部分是Floating N-well结构，其工作原理是：当PAD 点输入电压超过3.3+Vth时，M191和M192管子会反向导通，而M193管子截止，此时节点F_Nwell就会跟随PAD点的电压变化，与此同时，M194管子也会导通，是A节点的电压与PAD点的一样，保证了输出驱动管子M188的截止；但PAD电压小于3.3v，N-well又偏置在3.3v，所以该结构具有耐高压的作用。
2 输出电路：由于芯片内部的core voltage是1.8v 输出的电平是3.3v，故IO电路采用了一种差动级联逻辑（DCVSL）设计的结构作为电平转换，其结构如下：具体的工作原理是：两个输入为两个相反的输入电平，当IN=1时，OUT_n被拉低，使得M48管子导通，把V out拉高，同时，M88和M49两个管子都是截止的，这样两个输入端就会达到0 V（低电平）和3.3 V（高电平）。
usb共模电感电路
usb共模电感电路
摘要：
B 共模电感电路简介
B 共模电感电路的作用
B 共模电感电路的组成部分
B 共模电感电路的工作原理
B 共模电感电路的应用领域
B 共模电感电路的发展趋势
正文：
USB 共模电感电路是一种电子电路，主要用于过滤USB 接口传输线上的共模干扰。
它具有稳定性能好、抗干扰能力强等优点，在电子设备中得到了广泛的应用。
USB 共模电感电路的主要作用是抑制干扰信号，提高数据传输的稳定性和可靠性。
它可以有效防止外部电磁信号对USB 接口数据传输的干扰，保证设备正常工作。
USB 共模电感电路主要由共模电感、USB 接口、滤波电容等组成。
其中，共模电感是电路的核心部件，负责滤除共模干扰信号；USB 接口负责连接外部设备与电脑；滤波电容则起到滤波、储能的作用。
USB 共模电感电路的工作原理是：当外部电磁信号作用于USB 接口传输线上时，共模电感会产生一个相反的磁场，使得共模干扰信号与原始信号相互抵消，从而达到抑制干扰的目的。
同时，滤波电容能够滤除高频干扰信号，保
证信号的稳定性。
USB 共模电感电路广泛应用于各种电子设备，如电脑、手机、平板等。
在这些设备中，USB 共模电感电路对于提高数据传输质量和设备稳定性具有重要意义。
随着科技的不断发展，USB 共模电感电路将朝着更小型化、更高性能的方向发展。
主板USB接口电路结构图解
主板USB接口电路结构图解因为每个 USB 接口能够向外设提供＋ 5V500MA 的电流，当我们在连接板载 USB 接口时，一定要严格按照主板的使用说明书进行安装。
绝对不能出错，否则将烧毁主板或者外设。
相信有不少朋友在连接前置 USB 插线时也发生过类似的“ 冒烟事见“ 。
这就需要我们能够准确判别前置 USB 线的排列顺序如果我们晓得 USB 接口的基本布线结构，那问题不是就迎刃而解了吗。
USB 接口图解主机端：接线图：VCCData －Data ＋GND实物图：设备端：接线图：VCCGNDData －Data ＋三、市面上常见的 USB 接口的布线结构这两年市面上销售的主板，板载的前置 USB 接口，使用的都是标准的九针USB 接口，第九针是空的，比较容易判断。
但是多数品牌电脑使用的都是厂家定制的主板，我们维修的时候根本没有使用说明书；还有像以前的 815 主板，440BX ， 440VX 主板等，前置 USB 的接法非常混乱，没有一个统一的标准。
当我们维修此类机器时，如何判断其接法呢？现在，把市面上的比较常见的主板前置 USB 接法进行汇总，供大家参考。
( 说明：■ 代表有插针，□ 代表有针位但无插针。
)1 、六针双排这种接口不常用，这种类型的 USB 插针排列方式见于精英 P6STP －FL(REV ： 1.1) 主板，用于海尔小超人 766 主机。
其电源正和电源负为两个前置 USB 接口共用，因此前置的两个 USB 接口需要 6 根线与主板连接，布线如下表所示。
■DATA1+■DATA1-■DATA2-■DATA2+■ GND2 、八针双排这种接口最常见，实际上占用了十针的位置，只不过有两个针的位置是空着的，如精英的 P4VXMS(REV ： 1.0) 主板等。
该主板还提供了标准的九针接法，这种作是为了方便 DIY 在组装电脑时连接容易。
■ VCC■DATA －■DATA ＋□NUL■ GND■ GND□NUL■DATA ＋■DATA －■ VCC微星 MS-5156 主板采用的前置 USB 接口是八针互反接法。
USB接口电路的原理图
USB接口电路的原理图USB接口电路是指用于连接计算机或其他设备的通用串行总线接口电路。
它通过电缆传输数据和供电，被广泛应用于计算机、移动设备、音视频设备等领域。
下面将从原理、组成部分和工作原理等方面详细介绍USB 接口电路的原理图。
一、USB接口电路的原理1.差分信号传输原理：USB接口电路采用差分信号传输，即正负两个信号线相互对称地传输信号。
在数据传输中，一个信号线传输高电平，另一个信号线传输低电平，通过两个信号的差值来传输数据。
差分信号传输可以提高传输速率，并减少信号传输中的串扰和噪声。
2.控制和数据线原理：USB接口电路包括两条控制线和多条数据线。
其中，控制线用于传输设备的控制信号，如插拔检测、供电控制等；数据线用于传输数据信号，分为数据输入线和数据输出线。
通过控制线和数据线的配合工作，实现设备之间的数据传输和通信。
3.供电原理：USB接口电路中，同时还包括供电线，用于向连接设备提供电力。
USB接口标准定义了不同的电源等级，包括5V、500mA，以及后来的USB3.0标准的更高电源等级。
通过供电线，连接设备可以从主设备获得所需的电力。
二、USB接口电路的组成部分1.物理层：物理层是USB接口电路的核心组成部分，负责传输数据信号和控制信号。
物理层包括差分收发器、驱动器、电阻网络等。
差分收发器负责差分信号的发送和接收，驱动器负责驱动信号的发送，电阻网络则用于调整信号的阻抗和电平。
2.控制器：USB接口电路中的控制器负责解码和编码数据，以及管理数据传输和控制信号的交互。
控制器通常由一块芯片实现，其中包括USB协议引擎、缓冲区、时钟电路等。
3. 连接器：USB接口电路的连接器用于与设备或计算机进行物理连接，提供插拔功能。
连接器通常由多个引脚组成，包括供电引脚、数据引脚和接地引脚等。
USB接口标准定义了不同形状和尺寸的USB连接器，如USB Type-A、Micro-USB、USB Type-C等。
常用USB接线图
USB接线图
一、简介
通用串行总线（英文：Universal Serial Bus，简称USB）是连接外部装置的一个串口汇流排标准，在计算机上使用广泛，但也可以用在机顶盒和游戏机上，补充标准On-The-Go（ O TG）使其能够用于在便携装置之间直接交换资料
二、接口定义及电路
USB引脚定义：USB接口定义
针脚
名称
说明
接线颜色
1
VCC
+5V电压
红色
2
D-
数据线负极
白色
3
D+
数据线正极
绿色
4
GND
接地
黑色
MiniUSB接口定义：
MiniUSB引脚定义：
针脚
名称
说明
接线颜色
1
VCC
+5V电压
红色
2
D-
数据线负极
白色
3
D+
数据线正极
绿色
4
ID
permits distinction of
Micro-A- and Micro-B-Plug
Type A:connected to Ground
Type B:not connected
none
5
GND
接地
黑色
图中从左往右依次是：MiniUSB公口(A型插头)、MiniUSB公口(B型插头)、USB公口(B型插头)、USB母口(A型插座)、USB公口(A型插头)
下图是主板与USB接口的详细连接方法。
USB接口电路分析
USB接口电路分析USB(Universal serial bus)的中文含义是通用串行总线。
USB接口的特点是速度快、兼容性好、不占中断、可以串接、支持热插拔等。
目前ＵＳＢ接口有两种标准，分别为USB1.1和USB2.0.其中USB1.1标准接口的数据传输速度为12Ｍbps，USB2.0标准接口的数据传输速度为480Mbps。
主板通常集成4-8个USB接口，并且在主板上还有USB扩展接口，通常USB接口使用一个4针插头作为标准插头，通过USB 插头，采用菊花链的形式可以把所有的外设连接起来，并且不会损失带宽。
USB接口电路主要由USB接口插座、电感、滤波电容、电阻排、保险电阻、南桥芯片等组成。
USB 接口电路的VCC0和VCC1供电针脚通过保险电阻和电感连接到电源插座的第4针脚，有的主板在供电电路中还设置有一个供电跳线，通过跳线可以选择待机供电或ＶＣＣ5供电。
如果选择待机供电，则在关机的状态下，USB接口也有工作电压。
USB接口电路中的保险电阻用来防止USB 设备发生短路时烧坏ＡＴＸ电源，目前的主板一般使用贴片电阻或高分子ＰＴＣ热敏电阻作为保险电阻。
高分子ＰＴＣ热敏电阻可以在出现短路情况时，自动升高内部电阻，起到保护的作用，同时在故障排除后，又会自动恢复到低电阻状态继续工作。
USB接口电路数据线路中的贴片电感和电阻排的作用是：在数据传输时起到缓冲的作用（抗干扰）。
这个电阻排通常采用阻值为22欧或33欧的电阻。
而数据线路中连接的电容排和电阻排起滤波的作用，可改善数据传输质量，电容排的容量一般为47ＰＦ，有的为100ＰＦ。
USB接口的工作原理是：当电脑主机的USB接口接入USB设备时，通过USB接口的5Ｖ供电为ＵＤＢ设备供电，设备得到供电后，内部电路开始工作，并向＋ＤＡＴＡ针输出高电平信号（—ＤＡＴＡ为低电平）。
同时主板南桥芯片中的USB模块会不停的检测ＵＳＢ接口的＋—ＤＡＴＥ的电压。
当南桥芯片中的USB模块检测到信号后，就认为USB设备准备好，并向USB设备发送准备好信号。
usb供电接口电路工作原理
usb供电接口电路工作原理
USB供电接口电路是指将USB接口作为电源输入端口，通过电路设计和控制实现对外设的供电功能。
其主要工作原理包括以下几个方面：
1. USB供电接口电路的基本构成
USB供电接口电路由电源滤波电路、USB电源控制电路和供电输出电路组成。
其中，电源滤波电路用于稳定电源电压和滤除噪声；USB 电源控制电路用于检测电源输入，并控制供电输出的开关；供电输出电路则将稳定的电源输出给外设。
2. 电源输入的检测与控制
当外设插入USB供电接口时，电源控制电路会对电源输入进行检测，并确定是否提供供电。
一般情况下，USB供电接口会输出5V的直流电，但也有一些高功率设备需要更高的电源输出，这时便需要支持更高的电压输出。
在输出电压的选择、调节和保护方面，USB供电接口电路需要根据实际需求进行设计和调整。
3. 输出电源的保护与控制
输出电源的保护与控制是USB供电接口电路的重要功能之一。
通过对输出电流、电压、功率和温度等参数的检测和控制，可以实现对输出电源的保护和稳定控制。
同时，还可以对外设进行保护，防止因异常电压、电流等原因导致设备损坏。
4. 稳定电源输出的调节与优化
稳定的电源输出对外设的正常运行至关重要。
为了保持输出电源
的稳定性，USB供电接口电路需要采用合适的电源滤波电路和电源稳压模块，并通过软件和硬件控制手段进行调节和优化。
同时，为了保障设备的兼容性，还需要考虑不同操作系统和设备的电量需求，以及电源管理策略的优化和调整。
总之，USB供电接口电路的工作原理涉及多个方面，需要综合考虑设计和调整，以实现对外设的供电功能和保护。
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U S B接口电路电路-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
左边这张图，过了保险丝以后，接了一个470uF 的电容C16，右边这张图，经过开关后，接了一个100uF 的电容C19，并且并联了一个0.1uF 的电容C10。
其中C16 和C19 起到的作用是一样的，C10 的作用和他们两个不一样，我们先来介绍这2 个大一点的电容。
容值比较大的电容，理论上可以理解成水缸或者水池子，同时，大家可以直接把电流理解成水流，其实大自然万物的原理都是类似的。
作用一，缓冲作用。
当上电的瞬间，电流从电源处流下来的时候，不稳定，容易冲击电子器件，加个电容可以起到缓冲作用。
就如同我们直接用水
龙头的水浇地，容易冲坏花花草草的。
我们只需要在水龙头处加个
水池，让水经过水池后再缓慢流进草地，就不会冲坏花草，起到有
效的保护作用。
作用二，稳定作用。
我们一整套电路，后级的电子器件功率大小、电
流大小也不一样，器件工作的时候，电流大小不是一直持续不变的。
比如后级有个器件还没有工作的时候，电流消耗是100mA，突然它参
与工作了，电流猛的增大到150mA 了，这个时候如果没有一个水缸的
话，电路中的电压(水位)就会直接突然下降，比如我们的5V 电压突然
降低到3V 了。
而我们系统中有些电子元器件，必须高于一定的电压才
能正常工作，电压太低就直接不工作了，这个时候水缸就必不可少
了。
电容会在这个时候把存储在里边的电流释放一下，稳定电压，当
然，随后前级的电流会及时把水缸充满的。
有了这个电容，可以说我
们的电压和电流就会很稳定了，不会产生大的波动。
这种电容常用的有以下三种：
图3-这三种电容是我们常用的三种电容，其中第一种个头大，占空间大，单位容量价格最便宜，第二种和第三种个头小，占空间小，性能一般也略好于第一种，但是价格也贵不少。
当然，除了价格，还有一些特殊参数，在通信要求高的场合也要考虑很多，这里暂且不说。
我们板子上现在用的是第一种，只要在符合条件的情况下，第一种470uF 的电容不到一毛钱，同样的耐压和容值，第二种和第三种可能得1 块钱左右。
电容的选取，第一个参数是耐压值的考虑。
我们用的是5V 系统，电容的耐压值要高于5V，一般推荐1.5 倍到2 倍即可，有些场合稍微高于也可以。
我们板子上用的是10V 耐压的。
第二个参数是电容容值，这个就需要根据经验来选取了，选取的时候，要看这个电容起作用的这块系统的功率消耗情况，如果系统耗电较大，波动可能比较大，那么容值就要选大一些，反之，可以小一些。
刚开始同学们设计电路也模仿别人，别人用多大自己也用多大，慢慢积累。
比如咱上边讲电容作用二的时候，电流从100mA 突然增大到150mA 的时候，其实即使加上这个电容，电压也会轻微波动，比如从5V 波动到4.9V，但是只要我们板子上的器件在电压4.9V 以上也可以正常工作的话，这点波动是没有问题的，但是如果不加或者加的很小，电压波动比较大，有些器件就会工作不正常了。
但是如果加的太大，占空间并且价格也高，所以这个地方电容的选取多参考经验。
第二个电容，容值较小，是0.1uF，也就是100nF，是用来滤除高频信号干扰的。
比如ESD，EFT 等。
有一点大家要清楚，我们初中学过电容可以通交流隔直流，但是电容的参数对不同频率段的干扰的作用是不一样的。
这个100nF 的电容，是我们的前辈根据干扰的频率段，根据板子的参数，根据电容本身的参数所总结出来的一个值。
也就是说，以后大家在设计数字电路的时候，在电源处的去耦高频电容，直接用这个0.1uF 就可以了，不需要去计算。
还有一点，就是大家看我们的电路图可以看出来，通常在电路中可能瞬间电流较大的地
方，会加一个大电容，比如在1602 液晶左上角的那个，靠近了单片机的VCC 以及1602 液晶背光的VCC，起到稳定电压的作用，在左上角电机和蜂鸣器位置有一个，也是起到稳定电压的作用。
还有在所有的IC 器件的VCC 和GND 之间，都会放一个0.1uF 的高频去耦电容，特别在布板的时候，这个0.1uF 电容要尽可能
的靠近IC，尽量很顺利的将这个IC 的VCC 和GND 连到一起，这个大家先了解，细节以后再讨论。
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