Зачем нужен позолоченный usb
На сегодня технологический уровень производства электронных компонентов и их монтажа на печатную плату стал таков, что источником отказов слаботочной техники являются, в основном, механические компоненты – кнопки, разъемы и соединители. В полупроводниковых приборах и пассивных компонентах стало просто нечему ломаться. Выбирая процессор или операционный усилитель, разработчик ставит на карту функциональные возможности устройства. Ошибка при выборе разъема может обернуться снижением надежности.
В каталогах ведущих производителей представлено множество разнообразных разъемов и соединителей как с позолоченными контактами, так и с контактами, покрытыми оловом. В пользу позолоченных контактов говорят их надежность и низкое сопротивление, в пользу контактов, покрытых оловом, – меньшая стоимость. Если нет желания заниматься сложными расчетами экономической целесообразности применения того или иного разъема, то в выборе можно опереться на эмпирическое правило «трех полусотен»: если в разъеме меньше 50 контактов, если за время жизни прибора предполагается размыкать разъем не более 50 раз и если допустимо электрическое сопротивление контактов, превышающее 50 мОм, то выбор разъема, покрытого оловом, оправдан. По сравнению с позолоченными контактами контакты, покрытые оловом, требуют для достижения приемлемых электрических характеристик большего механического усилия (порядок величины 2 Н). Из-за этого в эмпирическом правиле и появилось ограничение на максимальное количество контактов в разъеме.
Разъемы с контактами, покрытыми оловом, имеют ряд ограничений по применению:
- в аналоговых цепях покрытые оловом контакты создают помехи;
- покрытые оловом контакты приходят в негодность при работе во влажной или загрязненной атмосфере;
- в разъемах с шагом контактов меньше 1 мм деформация слоя олова или появление продуктов химических реакций может привести к короткому замыканию.
Последняя особенность луженых контактов часто проявляет себя в промышленной электронике после долгих лет эксплуатации.
Нередко один и тот же разъем существует и в позолоченной и в более бюджетной версии, поэтому вопрос использования разъема с одним покрытием контактов, а ответной части для него – с другим, лежит не в теоретической, а в практической плоскости. Какими характеристиками будет при этом обладать пара контактов? Олово и золото – это два разных металла. Стандартный электродный потенциал золота +1,5 В, стандартный электродный потенциал олова +0,15 В. Из разницы потенциалов следует, что точка контакта олова и золота будет подвержена коррозии. Наглядный пример такой электрохимической реакции можно увидеть на медной водосточной трубе в том месте, где медь контактирует с каким-либо другим металлом. Производители разъемов даже не рассматривают возможность совместного применения золотых и покрытых припоем контактов. Многочисленные сложные физические и химические испытания, тесты на вибро- и термоустойчивость, исследования поверхностной, местной и межкристаллической коррозии не проводятся для пар золото-оловянных контактов. В связи с этим информации по данной теме мало, и вся она сводится к тому, что совместное использование оловянных и золотых контактов крайне нежелательно.
Специалист Molex, гуру в вопросах физики и электрохимии контактирующих поверхностей, прокомментировал золото-оловянные пары контактов таким образом: «Рекомендую избегать применения контактов из разных металлов. Соединитель с лужеными контактами с одной стороны и с позолоченными контактами – с другой, не оправдает себя ни в каком случае. Ситуацию не исправят даже специальные противокоррозионные смазки. Если вы спрашиваете о золото-оловянных парах контактов всерьез, то для ответа на вопрос нужно проводить длительные испытания. На данный момент мне неизвестно, как золотой контакт деформирует поверхность припоя, насколько глубоко он в нее погрузится, как молекулы золота будут диффундировать внутрь оловянной поверхности и наоборот. Ненадежность золото-оловянной пары контактов для меня очевидна. Что касается позолоченных и покрытых оловом разъемов, то при соблюдении всех рекомендаций производителя они окажутся одинаково надежны. Под «соблюдением всех рекомендаций» я подразумеваю герметизацию прибора, а еще лучше – заполнение корпуса атмосферой из инертного газа. Если такой возможности нет, продукты коррозии на оловянных контактах появятся в любом случае. Повлияют ли они на работоспособность прибора, будет зависеть от конструкции разъема, вибрационных нагрузок, температурного режима. Если вам нужна максимальная надежность и лучшие характеристики, используйте позолоченные контакты, они не проигрывают оловянным ни по одному из показателей. Луженые контакты при соблюдении ряда условий и проведении соответствующих испытаний также могут обеспечить долгую безотказную работу. Соединение оловянных и позолоченных контактов не рекомендуется».
Пример современных высокотехнологичных соединителей с очень маленьким шагом контактов – это плоские FFC кабели. Серийно выпускаемые модели имеют контакты, покрытые припоем, с шагом от 0,2 до 2,54 мм. Выпуск FFC кабелей с позолоченными контактами пока не налажен ни одним производителем. И вместе с тем на рынке представлены ответные разъемы с контактами, покрытыми золотом. Такой FFC-разъем подойдет для подключения гибкой или гибко-жесткой печатной платы – в случае, если контакты на ней также покрыты золотом. Применять позолоченный FFC-разъем совместно со стандартным FFC-кабелем не следует.
Отличается ли чем-то обычный кабель от кабеля с таким черным цилиндром? Спойлер: да.
Вы, наверное, не раз замечали их на концах USB- и HDMI-кабелей. Что это за цилиндры на проводах? Ответ — ферритовые фильтры. Что это такое и зачем это нужно, мы сейчас расскажем.
Сравнение USB 3.0 и USB 3.1
USB 3.0 | USB 3.1 | |
Теоретическая скорость передачи данных: | 500 Мбайт/с | свыше 1200 Мбайт/с |
Максимальная сила тока: | 900 мА | 5 A |
Разъём: | Обычный Type-A | новый Typе-C |
Обратная совместимость: | да | только через переходник |
Феррофильтры: как кабели «выпускают пар»
Цилиндр на конце кабеля заполнен кусочками феррита. Благодаря своим уникальным свойствам это вещество способно захватывать электромагнитное поле и превращать его в тепло, которое потом рассеивается.
Таким образом, феррофильтр устраняет лишнее электромагнитное поле, генерируемое кабелем. А это помогает убрать шумовые помехи в кабеле и повысить качество электрического сигнала — что очень важно для стабильной передачи данных.
Поэтому ферритовые фильтры устанавливаются на всех дата-кабелях — к которым как раз относятся USB и HDMI.
Разъем USB больше не получится подключить неправильно
USB Type-C: штекер типа С (слева) можно использовать любой стороной
Вот что делает разъем USB Type-C невероятно удобным: он является симметричным. Вам больше не придется думать о том, с какой попытки получится правильно вставить штекер в гнездо. Ранее такое свойство разъема было большим преимуществом продукции компании Apple, iPad или iPhone, а теперь оно становится доступным для широких масс пользователей. Этот кабель можно вставлять любой стороной.
Упомянем и еще одно существенное преимущество над стандартом USB 3.0: за счет увеличенной до 100 Вт максимальной передаваемой мощности, через USB 3.1 в будущем без дополнительного источника питания смогут подключаться различные периферийные устройства, например, мониторы или колонки. Сила тока 5 А также существенно сокращает время зарядки мобильного телефона.
В этой статье я расскажу вам о "золотых" проводах. Точнее - о проводах и кабелях с золотым покрытием, которое часто наносится на разъемы так называемых элитных и топовых устройств. А рассмотрим мы всю эту "золотую лихорадку" на примере HDMI кабеля. Ведь для других проводов, кабелей и устройств всё будет абсолютно аналогично.
Золотые кабели HDMI выглядят ярко и привлекательно, благодаря их внешнему виду. Их разъемы имеют тонкое золотое покрытие. Из за этого дополнительного слоя золота цена на такие кабели выше, чем на обычные. Возникает вопрос - "Так чем же лучше такой золотой кабель, по сравнению с обычным?"
Часто маркетологи утверждают что, поскольку золото является лучшим проводником электричества, то происходит меньшее "ухудшение" сигнала при его вхождении в кабель. Разъем то позолочен. И люди в это верят.
Но это неправда. Дело в том, что практически все кабели в компьютерных устройствах (в том числе и HDMI) передают цифровые сигналы. То есть если вы подключите HDMI кабель и на видео не будет ошибок или искажений - то вы уже получаете лучшее качество изображения.
Как видно из картинки, нам абсолютна не важна форма цифрового сигнала (в отличии от аналогового), а важен уровень. Выше - минимального уровня, значит пришла 1. Ниже, значит пришел 0. А вот если на границе "уровня" - тогда непонятно и будут ошибки.
Вывод - любой "цифровой кабель", HDMI, USB - любое устройство с позолотой на разъеме передает сигнал абсолютно также как и без позолоты.
По есть ли хоть какие то преимущества кабеля с позолоченными разъемами? Есть. Золото хуже поддается коррозии. Так что если вы моряк - позолоченный кабель вам в руки и попутного ветра.
Есть и ещё одно преимущество - он блестит. Это же золото! Кабель выглядит красиво. Хотя золотой там только разъем. И после подключения устройства этой красоты никто уже не увидит.
О "цифровых" кабелях поговорили. Хорошо, а что насчет аналоговых? Вот тут часто возникает холивар и ярость аудиофилов. У них там своя атмосфера. Но с "аналоговыми" проводами всё тоже самое.
Да, сигнал уже аналоговый. И его форма имеет значение. Я даже не буду говорить про его параметры и психоакустику. Верю, что у некоторых уши слышат все частоты в мире. Но так или иначе провод не золотой. Золотой только штекер. И наш драгоценный сигнал пойдет по самому обычному проводу.
Замечал ли ты когда-нибудь небольшой цилиндр на питающем кабеле своего ноутбука? Если нет, присмотрись внимательнее к зарядке любого портативного компьютера. На шнуре возле самого разъема, который вставляется в ноутбук, есть небольшой пластиковый бочонок.
Нет,я конечно знал, что там не какое то сложнейшее устройство и не просто кусок пластмассы, но все никак не доходили руки узнать все точно и подробнее.
Оказывается, этот малозаметный цилиндр выполняет очень важную функцию! Он играет роль высокочастотного фильтра и нейтрализует помехи, которые могут поступать от питающего кабеля. Это устройство называется ферритовым кольцом, или ферритовым фильтром.
Удивительно, но внутри этого бочонка нет никаких микросхем или других электронных устройств. Если его вскрыть и посмотреть на внутренности, то ничего интересного там не увидишь. Просто шнур проходит сквозь небольшой полый цилиндр из твердого материала. В некоторых случаях шнур охватывает его петлей.
Этот цилиндр выполнен из феррита — химического соединения оксида железа с окислами других металлов, который по сути является магнитным изолятором. В этом веществе не возникают вихревые токи, поэтому ферриты очень быстро перемагничиваются в такт с частотой электромагнитного поля.
Не секрет, что любой неэкранированный кабель питания является источником электромагнитных помех, которые могут искажать информационные сигналы внутри компьютера. А ферритовое кольцо играет роль фильтра и препятствует распространению этих помех.
Ранее для этой цели применялось экранирование всего кабеля медной оплеткой, но ферритовые кольца значительно дешевле, поэтому именно они получили широкое распространение в современной электротехнике.
Кстати, ферритовые кольца не только препятствуют образованию нежелательных электромагнитных полей, но и защищают сигнал внутри кабеля от внешних помех. Поэтому такие цилиндры, кроме питающих кабелей, можно также встретить и на шнурах подключения мониторов, камер или фотоаппаратов.
Как увеличить эффективность шумоподавления кабельного феррита
1. Увеличить длину охватываемой ферритовым сердечником части кабеля.
2. Увеличить поперечное сечение ферритового сердечника.
3. Внутренний диаметр кабельного феррита должен быть наиболее близок (в идеале – равен) к внешнему диаметру кабеля.
4. Если позволяют конструктивные особенности пары кабель – феррит, можно сделать несколько витков (как правило, один – два) кабеля вокруг ферритового сердечника. Обобщая вышесказанное, можно сказать, что наилучший ферритовый сердечник – самый длинный и толстый из тех, что могут быть размещены на конкретном кабеле. При этом внутренний диаметр кабельного феррита должен по возможности совпадать с внешним диаметром кабеля.
Да, точно, мне же иногда попадались к оборудованию отдельно приложенные такие бочоночки:
Как пользоваться кабельным ферритом ?
Иногда в продаже можно встретить разъёмные кабельные ферриты в пластиковой оболочке (термоусадочной трубке) с двумя защёлками. Как ими пользоваться? Раскрытый ферритовый цилиндр надевается на кабель, который необходимо защитить от электромагнитных помех и наводок, примерно в 3 см от наконечника кабеля. Делается петля вокруг оболочки цилиндра. После этого оболочка защелкивается. Для надёжности можно оснастить ферритовым цилиндром и другой конец кабеля.
Тогда, почему на всех кабелях нет ферритовых колец? Потому, что ферритовые кольца это не единственный способ оградить провод от воздействия помех. Не менее эффективно и экранирование провода. Либо же кабель просто дешевый и не качественный.
USB Type-C: у этих устройств он уже есть
Наименование | Категория |
MacBook 12″ | ноутбук |
Samsung TabPro S | планшет 2-в-1 |
Google Nexus 6P | смартфон |
Microsoft Lumia 950 XL | смартфон |
ZUK Z1 | смартфон |
Transcend JetFlash 890 | USB-флешка |
Google Pixel C | планшет |
Google Nexus 5X | смартфон |
OnePlus 2 | смартфон |
Acer Aspire Switch 10 V | планшет 2-в-1 |
Что будет, если надеть ферритовый фильтр?
Феррофильтры для кабелей успешно продаются в качестве запчастей. Можно купить себе такой и надеть его на кабель в качестве вспомогательного элемента для улучшения сигнала.
Но не факт, что вы заметите видимое улучшение. Если кабель экранированный, он и так будет передавать сигнал с минимумом помех. Поэтому смысл надевать ферритовое кольцо есть, только если кабель при передаче данных выдает видимые помехи. Кстати, феррофильтр можно надеть не только на дата-кабель, но и на другие виды: например, сетевые кабели.
Если при просмотре фильмов с ноутбука на телевизоре по HDMI-кабелю изображение «запинается» или пропадает, можно попробовать установить феррофильтр. Как правило, это полностью устраняет проблему.
Благодаря USB Type-C вам больше не придется беспокоиться о том, какой стороной вставлять в устройства кабель зарядки или передачи данных. CHIP расскажет обо всех преимуществах стандарта USB 3.1 и покажет устройства, уже оснащенные этой технологией.
Почему новый стандарт USB действительно лучше, чем привычные всем USB-порты телефонов, планшетов или ноутбуков и у каких устройств уже есть разъемы USB Type-C? Редакция CHIP отвечает на все эти вопросы.
Сначала немного важной информации: обозначения USB Type-C и USB 3.1, как говорится, идут нога в ногу, поскольку обозначают фактически одно и то же. Когда используется числовое обозначение USB 3.1, речь обычно идет о скорости передачи данных.
Если встречаете название USB Type-C — обычно имеется ввиду непосредственно тип разъема для подключения устройств. Для начала давайте сравним предыдущий стандарт USB 3.0 с новым USB 3.1. Все подробности вы найдете в нижеприведенной таблице.
Что будет, если снять ферритовый фильтр?
Если из любопытства вы попробуете снять с кабеля ферритовый цилиндр, то ждите ухудшения качества сигнала. Без устранения шумовых помех в кабеле данные могут теряться.
Например, видео, передающееся на телевизор по HDMI-кабелю, будет пропадать. Но только в том случае, если феррофильтр — единственная защита кабеля от шумов. Это обычное дело для старых или недорогих кабелей (на которых обычно и можно увидеть цилиндры).
Более качественные кабели (например, оригинальный USB, поставляющийся с вашим смартфоном) защищены при помощи экранирования. Внутри кабеля медный провод покрыт специальной оплеткой, выступает в роли экрана шумов.
Лучшие устройства с USB Type-C
Какие устройства с разъемом USB Type-C вообще доступны в настоящий момент? Первым из них стал 12-дюймовый MacBook, в котором этот разъем вообще был единственным. Актуальные гуглофоны Nexus 6P и 5X тоже оснащены USB 3.1 — да и вообще все больше и больше производителей интегрируют в свои смартфоны порт нового стандарта.
В следующей таблице мы собрали для вас перечень самых интересных устройств с интерфейсом USB Type-C.
Читайте также: