小东西，大文章-USB 线缆分析

现在市场上USB线缆鱼龙混杂，到底什么样的USB线缆才是真正好的线。评测标准到底是什么，流行标准有线径粗不粗、编带是几编的、接头有没有镀金，PIN脚是不是黄色的？到底这里面哪些才是重要的，哪些是混淆视听的？
要分析USB连接线缆，首先要明白线缆的组成和影响信号传输下下游设备工作的关键因素。USB按照协议一共有四条传输线，其中两条用来传输5v电源，另外两条为一对，用来传输差分串行信号。如果下游USB设备采用bus供电（上游USB ROOT HUB或HUB通过USB线缆供电），则四条线都能派上用场；如果采用的是自供电方案，那么就只有信号线的两条线有作用，电源线对下游设备来说是不用的。我们在实际应用中，常会见到长达8、9米的USB线缆用来连接较远的USB打印机之类的自供电设备；而我们平常使用移动硬盘中也常出现由于供电不足而造成硬盘不能识别，嗒嗒响启动不了的问题，一条USB线缆能否带动移动硬盘也成了评价一条线缆好坏的标准之一，而通常我们用的带移动硬盘的USB线缆长也不过1、2米。为什么会有这么在的差异？其实里里的关键就在于BUS供电和自供电。USB信号线由于其采用的是差分信号（即同一信号在两条线里反相传输，接收端通过对比两个反相信号来还原真实信号，这样外界干扰信号对信号传输影响极小），能保证即使在象USB 2.0这样的高达480mbps速率下的小信号的长距离传输，所以如果只是需要USB信号的话，USB设备其实是可以稳定工作在较长距离的。但是，如果需要BUS供电，这个问题就没那么简单了！大家知道，直流电的传输距离是有限的，这也是为什么长距离的传输全是高压交流电的。由于导线本身的电阻性，任何导线都有电阻，只不过不同材质、不同直径大小有所不同而已。其他的接触电阻，焊点电阻由于现在的工艺成熟，其影响相对来说是较小可忽略的。而USB bus供电正好就是直流低电压供电，传输线损耗是越不过去的坎，只能说在一定范围内尽量小的减少其影响。所以现在的问题是集中在USB线缆的供电上了！
线缆的供电上主要就是看电压差了，差不多也就是其线阻了，在我们讨论的电流范围内，把线阻看成是线性的也不会有多大偏差的！线阻决定于三个方面，一个是长度，一个是线材，一个是直径。所以从应用角度来说，在可能的范围内，线的长度越短越好，短线即使是单位线阻高，但你的长度小，其绝对值也不会很大，但这条对现在占绝大多数应用的机箱在桌下并不合适，而且现在由于机箱厂家成本节省，绝大多数情况下，前置USB口并不保险，谁知道其中的线缆损耗有多大！第二点就是线材了，现在市场上常见的USB线材有铜包钢、铜、镀锡铜，按顺序材质的导电率是越来越好，所以好的USB线都是镀锡铜的。第三就是直径，这个在前两点都确定的情况下就是线材的关键了。直径在国际上是用AWG标准来称呼的，下表就是AWG的列表，



可以看出AWG值越小其直径越大！市面上能见到的最好的USB线是24/28，为什么线径会有差别呢？前面已经讲过，USB信号线由于是差分信号，对线的要求没那么高，所以AWG28足够了，但大家注意了，这两条线是绞在一起的，所以这样的正式叫1P，如果你的线有详细介绍，就会看见如 AWG28 1P/ AWG24 2C的字样。但是对于电源线，由于其压降要求，AWG28的线就不合要求了，压降太大了，后面我们的测试中包括有一条28电源线，大家可以看出差距有多大！最好的当然是24/28，但由于线径大一点，成本会贵不少，所以市面上常比见的线26/28、28/28、甚至30/30都有，当然这还不包括材质之分!
我们找了6条线简单的测试了一下压降，给大家一个参考。

测试平台
电流表(精度小数点后两位，对我们这个测试已经足够)



电源(本来是要用可调电源来测，不过我们产品用的是台达的这款电源，正好也测试一下)



大功率可变电阻



测试项目包括
100mA 压降，平常所用的U盘，读卡器，蓝牙等小电流设备；
500mA 压降，移动硬盘正常比工作时的电压；
750mA 压降，移动硬盘启动平均电流时的压降；
1000mA 压降，移动硬盘启动最大电流压降

测试线材
L1 （30cm 24/28镀锡铜 96编屏蔽线 外径4.5mm）

L2 (150cm 24/28镀锡铜 96编屏蔽线 外径5.0mm)

L3 (150cm 非屏蔽线，其他末知 外径4.0,就其表现来说，这根不错，本来是要拿来做差典型的，结果却摔碎一地眼镜)

L4/L5 (100CM 24/28非屏蔽线，外径4.5，其他末知，由于两根线外观一样，就不单独拍照留念了，但测试结果却是有一定差距)

L6（180cm 28/28镀锡铜， 非屏蔽线，外径4.0，这条是卖家信心十足的告诉我们带动移动硬盘，真有点“蟑螂不死我死”的味道，不过还算比较老实，坦诚铜径为28/28，虽然早有心理准备这线差，不过最后发觉实在差得离谱，，BS奷商一下）



看见标识没有，24/28的，看来买东西不能光看别人说什么就是什么！

L7 （国内某“知名”品牌随机线，就是那种打着某些名牌大学的垃圾）

结果列表如下

这里把L1/L2线的内层单独剥工给大家看看，明显能看出4条线分为两对，粗细差别明显，线头截面为金色，外包一层银色，这是典型的镀锡铜的表现



下图为外屏蔽层的近摄图



至于屏蔽层的差别，请参见附件，测试者为TAOBAO卖家“赛格是我家” ，兄弟已经测得很全面了，我们正好偷偷懒，在这里引用一下。

结论：
1.在同等材质下，长度越短，压降越小，所以可能的话，用本本的兄弟，最好就找根短线来用，这样出问题的机率不大；
2.线径越粗，压降越小,看列表结果就知道了，“赛格是我家”这位兄弟店里有一根号称500ma压降0.12V的牛线，如果真能做到这个指标，那绝对不是24的电源线，应该是订做的22，甚至20的线，这种线除非是国外大厂订制流出来的，市场上一般是不可能见到的；
3.虽然在绝大多数情况下，外径粗的线不坏太差，但偶尔有细线也会有惊人的成绩，所谓线不可貌象，海不可斗量。其实外径只取决于模的粗细，和里面的线材没必然关系，因为除了铜线以外，其他部分都是塑料，线粗的不过塑料多点而已！但是在一般情况下，用细线的即然在塑料上都省了，在里面就更不用说了，异类总是少数。所以这个以粗细看质量虽不说是放之四海皆准，但在大部分情况下也是适用的；

USB线缆屏蔽分析