top of page

USB кабели, тестирование

Оглавление

Измерительное оборудование используемое в тестировании USB кабелей

Измерительные приборы (USB-тестеры):

  • Power-Z KM003C (версия прошивки 1.9.9)

  • FNIRSI FNB58 (версия прошивки 1.03)

  • Treedix USB cable tester

  • ​BitTradeOne USB Cable Checker2 

​​​

Обзор USB тестеров используемых, в том числе, для тестирования представленных ниже USB кабелей, а также  сравнение протоколов быстрой зарядки с помощью KM003C, FNB58 и KOWSI KWS-X1 вы можете найти на отдельной странице.

⇧ to the table of contents ⇧

Параметры USB кабеля. eMaker чип, USB протокол

​​

  • eMaker чип - это специальный чип внутри разъема usb-c, участвующий в коммуникации между зарядным устройством и заряжаемым устройством (или между двумя подключенными устройствами). eMaker чип не устанавливается в USB кабели мощностью до 60 Вт (максимальный ток - до 3А доступен по умолчанию для PD протокола). eMaker чип сообщает информацию зарядному устройству и подключенным устройствам о характеристиках кабеля, например таких как:

    • Поддерживаемый протокол зарядки (включая максимальный ток и напряжение). Благодаря этому зарядное устройство может различать максимальную мощность кабеля: 60W (до 20V3A) vs 100W (до 20V5A) vs 240W (до 48V5A) и определять проприетарные кабели.

    • Поддержка технологии Thunderbolt и ее версию. Начиная с версии 3 Thunderbolt эта технология использует тип кабеля UsbC. Есть несколько статей, которые я могу посоветовать: Thunderbolt 4 vs USB4 и Thunderbolt 4 vs. Thunderbolt 3 vs. USB4 vs. USB 3 and announcement of Thunderbolt 5, First Batch of Thunderbolt 5 Devices Launched.

    • Display Port alternating mode (через UsbC), поддерживается начиная с кабелей USB3.1, но для порта USB на устройстве должна присутствовать специальная маркировка Display Port или порт должен быть совместим с TB3/4/5 или USB4. В этой статье вы можете узнать больше о этой технологии.

    • Протокол USB (USB 2.0/3.0/4 и т.п.). От этого зависит, прежде всего, скорость передачи данных.

    • Пассивный или активный кабель. Активные кабели имеют специальную схему усиления сигнала для поддержки высокой скорости передачи данных в длинных кабелях, так как качество сигнала ухудшается из-за помех из окружающей среды.

    • Производитель eMaker чипа.

    • Если вы хотите узнать больше о eMaker чипах и их применении ознакомьтесь с этой статьей.

  • Протоколы USB. На рынке представлено множество USB-протоколов, начиная с USB2.0 (скорость передачи данных 480 мбит/с) и заканчивая USB4 2.0 (скорость передачи данных 80 Гбит/с). Вы можете ознакомиться с статьей чтобы узнать больше о протоколах и маркировке.

  • Cтатья о значениях пропускной способности данных, необходимых для различных разрешений и частот экрана которые например передаются с помощью технологии DP (Display Port) по кабелю UsbC.

  • Калькулятор пропускной способности HDMI, DP, DP Alt mode on UsbC.

  • В статье ниже вы можете узнать подробную информацию о назначении пинов кабеля UsbC.

  • Здесь официальная спецификация UsbC коннекторов и кабелей.

  • Ранние версии USB4 кабелей не содержали инструкцию которая делала их полостью совместимыми с TB3 устройствами на полной 40Gbps скорости (она ограничивалась 20Gbps), детали можно узнать из этого сообщения на Reddit.

  • Здесь вы можете найти официальный список сертифицированных USB кабелей (USB-IF EU Conformity (IEC 62680)). (но это не может быть исчерпывающий список)

  • Список кампаний поддерживающих членство в ассоциации USB.

⇧ to the table of contents ⇧

Типы USB кабелей для быстрой зарядки

​​

Не все кабели можно использовать для быстрой зарядки, поскольку производители кабелей могут использовать внутри кабеля только линии питания и заземления (VCC и GND) и игнорировать линии передачи данных. Такие кабели можно использовать в базовых протоколах зарядки, таких как CDP, SDP, DCP (до 1,5 А), поскольку более высокое напряжение и более сложные протоколы зарядки требуют линий передачи данных для их согласования. Именно поэтому иногда идентичные на первый взгляд кабели могут выполнять или не выполнять быструю зарядку.

​

В этой статье я сосредоточился на тестировании нескольких типов кабелей, которые используются для быстрой зарядки:

  • UsbA-micro USB - может поддерживать QC (Quick Charge).

  • UsbA-UsbC - эти кабели более современные и могут использоваться со многими протоколами зарядки, включая фирменные(проприетарные) от OPPO/OnePlus/Realme, vivo/iQOO, Xiaomi/Redmi/POCO. Такие кабели могут быть оснащены чипом eMaker, дополнительным контактом для активации проприетарной зарядки, усиленными контактами для поддержки высокотоковой зарядки (например 10А).

  • UsbC-UsbC - самый современный тип USB-кабелей. Кабель универсален, "внешне симметричен" (male штекер электрически не симметричен, но это не влияет на ориентацию подключения), имеет несколько линий передачи данных и удвоенные линии питания, может использоваться как для стандартных протоколов зарядки, таких как QC или PD (power delivery), так и для фирменных протоколов от Xiaomi, vivo и других производителей, а также для высокоскоростной передачи данных (USB4, Thunderbolt 3/4/5, передача видеосигнала DisplayPort). В таких кабелях, может быть установлен чип eMaker который сообщает подключенным устройствам, соответствует ли кабель определенному PD стандарту и мощности питания (100W/240W), поддержки проприетарного протокола заряда, скорости передачи данных, версию стандарта Thunderbolt и другим специфическим параметрам. Имейте в виду, что иногда дешевые кабели UsbC зависимы от ориентации подключения, поэтому вы можете заметить разницу в зарядке или передаче данных в зависимости от того, как вы подключили кабель, но это нарушение стандарта USB, и если у вас есть такой кабель, то лучше его не использовать.

​

Стоит также упомянуть некоторые широко используемые UsbC(PD)-DC:

  • UsbC-MagSafe3

    • Этот тип кабеля используется корпорацией Apple для зарядки некоторых моделей ноутбуков. Кабель содержит электронику способную активировать нужный PD протокол (5,9,12,15,20,28V током до 5А) из любого! PD-совместимого адаптера питания, а не только оригинального от Apple. Таким образом ноутбуки Apple оснащенные MagSafe3 зарядным портом, могут получать питание вплоть до 140W от PD3.1-совместимой зарядки, например AOHi magcube 140W 2C1A.​

  • UsbC-Lightning 

    • Кабель для Apple iPhone, обеспечивает заряд совместимых iPhone фактической мощностью около 22W, использует стандартный PD протокол 5V и 9V.​

  • UsbC-DC (5.5x2.5/2.1)

    • Такие кабели имеют со стороны Usb-C коннектора имеют e-maker чип настроенный на фиксированное напряжение по PD протоколу. Вы можете найти такой кабель для любого PD напряжения: 5,9,12,15,20,28V 3А/5A, (пример). ​Такой кабель может служит отличной заменой старым AC-DC адаптерам питания током до 5А.

  • Существует и другие кабели и адаптеры использующие usbC коннектор, больше деталей вы найдете тут.

⇧ to the table of contents ⇧

Измерение сопротивления кабеля

​​

Сопротивление кабеля - очень важный фактор для зарядных кабелей (для передачи данных это не имеет особого значения), который влияет на эффективность зарядки и падение напряжения на кабеле, поскольку из-за внутреннего сопротивления кабеля (в проводах и в штекерах). Часть энергии от зарядного устройства к заряжаемому устройству теряется и рассеивается в виде тепла из-за сопротивления кабеля. Чем выше сила протекаемого электрического тока, тем больше будут потери энергии. Именно поэтому USB-кабели, предназначенные для зарядки большим током (например, superVOOC, Hypercharge и т. д.), обычно более толстые. Вы также можете заметить эффект сопротивления кабеля, когда ваш смартфон получает меньше вольт, чем подает зарядное устройство (например, 8.4V вместо 9V). Если сопротивление слишком велико (>800 mOhm), кабель или штекер могут перегреваться, а некоторые даже быть опасными для использования. Кроме того, потери мощности в кабеле особенно нежелательны для портативных зарядных устройств, таких как powerbank, солнечные батареи, где каждая капля энергии на счету.

​

Требования к сопротивлению USB-С кабеля (пассивного или активного) по USB стандартам:

Лимит падение IR (напряжения) по линии VCC<0.5V, GND<0.25V (всего 0.75V)

Это означает, что для UsbC кабелей рассчитанных на передачу тока 3A (60W) максимальное сопротивление: 250mOhm, а для кабелей с рейтингом 5А (100W/240W) максимальное сопротивление: 150mOhm.

 

Требования к сопротивлению UsbA-B кабелям не определены таким же образом как для UsbC, но есть указание, что максимальное падение напряжения 0.25mV при нагрузке в 500мА. ECN требования также определяют падения напряжения по линиям VCC+GND как 0.125mV+0.125mV, а также разрешение источникам питания устанавливать 5.5V на выходе.

Указанное выше определяет сопротивление кабеля в размере 500mOhm для токов 500мА.

Однако UsbA/B кабели могут передавать и более высокие токи до 1.5А (DCP протокол), что позволяет сделать вывод, что UsbA-B кабель в идеальном сценарии, должен иметь сопротивление 170mOhm, но учитывая, что источник может завышать напряжение до 5.5V можно сделать вывод, что кабели сопротивлением до 350мOhm допустимы к использованию.

​​

Итого, каким должно быть сопротивление USB-кабеля?

UsbA-C, UsbC-C:

  • 60W(3A) <=250mOhm

  • 100W/240W(5A) <=150mOhm

UsbA-B:

  • 0.5A <=500mOhm

  • 1.5A <=170mOhm (желательно) and <=350mOhm (приемлемо)

​

FNIRSI FNB58 - USB-тестер, измеряет сопротивление кабеля как разницу напряжений между двумя измерениями: прямым подключением к источнику питания и подключением к тому же источнику питания, но через кабель. Измерение будет корректным только в том случае, если во время обоих измерений будет использоваться внешняя нагрузка.

Я использую стабильную внешнюю нагрузку с фиксированным сопротивлением 8 Ом и способностью рассеивать тепло 100W (можно существенно меньше), подключенную к разъему UsbA. Это сопротивление потребляет 625mA тока при напряжении 5V.

FNIRSI FNB58 имеет только штекер UsbA для прямых измерений, поэтому для измерения кабелей UsbC-UsbC я использую переходник Logitech UsbC-UsbA, который имеет наименьшее возможное влияние сопротивления на измерения (он был выбран из 5 различных переходников этого типа).

​

С появлением тестера BitTradeOne USB Cable Checker2, использую его для целей тестирования сопротивления UsbC кабелей т.к. процесс значительно упрощается и ускоряется. К результатам измерения применяю корректировку погрешности в 60мОм (уменьшаю полученное значение), которая выявлена по сравнению с результатами Fnirsi FNB58.

⇧ to the table of contents ⇧

Другие USB кабели и USB адаптеры на которые стоит обратить внимание

UsbC-UsbC USB IF certified 4m (13ft) кабели:
​
UsbC-UsbC кабели/адаптеры

  • UsbC(male)-UsbC(female) cable with on/off switcher (AliExpress) (Amazon) - Кабель с выключателем имеет подключенные линии данных D+/D- но отсутствует линия CC т.е. PD протокол заряда не может быть активирован, поддерживается DCP и быстрая зарядка по QC протоколу, поддерживает передачу данных. Сопротивление кабеля длинной 0.2м - 120мОм.

  • UsbC(male)-UsbC(female) cable with on/off switcher PD support (AliExpress) - Кабель с выключателем и поддержкой быстрой зарядки по протоколу PD. Линии D+/D- не подключены, т.е. передача данных невозможна, как и протоколы зарядки QC2/3. Для активации и управления зарядкой по протоколу PD/PPS достаточно линии CC которая присутствует. Кабель протестирован, PD20V режим заряда был активирован используя этот кабель.

  • Cable Matters 90 degree adapter - переходник (адаптер) на 90 градусов вверх или в сторону от надежного производителя Cable Matters.

  • UsbC(female)-UsbC(female) Ugourd USB4 240W 40gbps (AliExpress) - отличный переходник может использоваться для "удлинения" usb кабеля. Скорость передачи теоретически может несколько деградировать по сравнению с максимально возможной в результате большей длинны итогового кабеля, но для передачи энергии это не послужит препятствием.

​

UsbA-UsbC (UsbC-UsbA) кабели/адаптеры
​
UsbC-micro USB кабели/адаптеры

  • UsbC-micro USB2.0 кабель (Cable Matters) Amazon для тех устройств которые все еще используют microUSB разъем заряда, но ваши зарядные устройства уже перешли на современный стандарт UsbC

  • UsbC-micro USB B кабель (Cable Matters) Amazon для Usb3.0 устройств (скорость до 10Gbps). MicroUSB B разъем используется, например для подключения внешних жестких дисков

  • UsbC-micro USB B адаптер (AliExpress) - аналог кабеля выше, но в форме компактного адаптера, поддержка передачи данных до 10Gbps.

​

UsbA-UsbA кабели/адаптеры

  • UsbA(male)-UsbA(female) with on/off switcher (AliExpress)  (Amazon) - Кабель имеет подключенные линии данных, поддерживает передачу данных и быструю зарядку. Сопротивление кабеля длинной 0.5м - 120мОм.

  • Cable matters USB3.0 PC-to-PC data transfer - кабель длинной 2 метра позволяет соединить 2 компьютера и передавать между ними данные со скоростью 5Gbps, например для целей синхронизации.

​​​

USB-DC кабели/адаптеры

  • USB-C PD to DC adapter(cable) (AliExpress) - Я использую 12V и 20V версии этого кабеля для целей заменить отдельный сетевой адаптер питания для домашних приборов более надежным UsbC адаптером или универсальным мульти-порт USB адаптером.

  • USB Type C to DC 20V 3A PD Emulator Trigger silicone cable 1.5m - я приобрел этот кабель покрытый термостойким покрытием для использования с паяльником TS100, электрическое питание обеспечивает мульти-порт USB адаптер.

  • USB-C to DC Cable PD3.1 140W (28V5A)(Amazon) (AliExpress) - 180см кабель с круглым штекером 5,5*2,5мм, повернутым на 90 градусов.
  • UsbC-DC PD trigger (decoy) board(Amazon) (AliExpress) - маленькая плата на которой с помощью переключателей вы можете выбрать нужное вам напряжение, которое будет подаваться на DC выход (5V, 9V, 12V, 15V, 20V). Имейте в виду, если UsbC источник не может выдать нужное напряжение, то будет выдаваться на DC выход ближайшее меньшее напряжение, например если адаптер не поддерживает PD12В, то он передаст 9В на вход платы несмотря на то, что плата запросила 12В.
  • UsbA-DC 12V Braun shaver charger (Amazon) (AliExpress) - очень удобный кабель для зарядки бритвы Braun вместо использования отдельного зарядного адаптера. Я использую его в путешествиях, он легче и занимает меньше места.
  • UsbC-Lenovo slim tip(Amazon) - 20V5A (100W) адаптер для ноутбуков Lenovo. Если ваш ноутбук не требует более 100W питания, то вы можете заменить оригинальный блок питания любым другим который имеет поддержкой стандарту PD3.0 или выше и мощностью от 100W, UsbC-UsbC кабелем с рейтингом 5A(100W) и этим адаптером.
  • UsbC-Laptop tip. 20V5A-100W. Отличные адаптеры для зарядки ноубуков мощностью до 100W. Большой выбор под штекеры разных ноутбуков. Лично протестировал и пользуюсь адаптерами для Lenovo и ASUS.

​

​​

USB - HDMI, USB-DP, USB-AUX адаптеры

  • UsbC to Display Port cable - Cable Matters 32.4Gbps, DisplayPort 1.4, Support 8K 60Hz/4K 240Hz (Thunderbolt 4 to DisplayPort, DisplayPort to USB C Cable), MacBook XPS compatible

  • Cable Matters 48Gbps USB-C to HDMI 2.1 Adapter - кабель конвертер UsbC->HDMI для 4K-120Hz/8K-60Hz HDR. Поддержка Thunderbolt 3, USB4, Thunderbolt 4. Максимальное разрешение для Apple Mac - 4K-60Hz

  • Anker UsbC-HDMI with PD3.1 140W charging - кабель наилучшим образом подходит для подключения устройств с одним usbC портом (смартфоны, планшеты), которым необходимо длительная работа во время передачи сигнала на внешний монитор (Телевизор) и при этом заряжаться. 4k60Hz, TB3/4/5

  • USB-C female to DP male cable - кабель-конвертер, источник сигнала: UsbC3.1, получатель: DisplayPort DP 1.4, 8K@60hz 4K@120hz.

  • HDMI+USBA-to-DP - Supports 4K@60Hz, 2K@144Hz, 1080P@165Hz

  • UsbC to AUX (3.5mm) adapter, Apple - двунаправленный адаптер с конвертацией аналогового в цифровой сигнал и наоборот.

  • 3.5mm Male to Type-C Female Headphone Aux Cable Converter - конвертер для USB-C наушников чтобы подключить их к источнику звука через 3.5мм стандартный аудио-джек.

 

Блокировщики передачи данных USB

Блокировщики данных - это устройства, которые устанавливаются между кабелем и зарядным устройством для того чтобы сохранить возможность быстрой зарядки, но при этом исключить возможность передачи данных. Такая функциональность обеспечивает безопасное использование USB зарядок в публичных местах (аэропорты, остановки транспорта, лавочки в парках и т.п.), исключая взлом вашего устройства.

  • JSAUX UsbA-UsbA and UsbC-UsbC Data Blocker (Amazon) - (2x UsbA-UsbA + 2xUsbC-UsbC)

  • UsbA-UsbA data blocker (AliExpress) - протестировано мной, адаптер не ограничивает протоколы быстрой зарядки, поддерживаются протоколы QC,FCP,SCP,AFC,MTK PE+, MTK PE+2.0, DCP, APPLE 2.4 и другие использующие контакты предусмотренные спецификацией для USB-A коннектора.

  • UsbC-UsbC data blocker (AliExpress)​ - протестировано мной, адаптер не ограничивает протоколы быстрой зарядки, вплоть до PD3.1 240W.​​​

⇧ to the table of contents ⇧

Поддержите TinkerVault.
Некоторые ссылки на этой странице могут быть партнёрскими. Это значит, что я могу получить небольшую комиссию, если вы совершите покупку по таким ссылкам, при этом цена для вас не изменится.
Все продукты я покупаю и тестирую самостоятельно, чтобы предоставить честные и независимые обзоры - ваша поддержка помогает развивать проект и оставаться независимым.

Спасибо, за вашу поддержку!

bottom of page