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别小看网友!山寨专家购USB HUB经验谈

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zhangjing112...

zhangjing1127

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发表于 2009-05-31 13:41:37
电梯直达 确定
楼主
 前言:山寨在国人心目中有着负面的意思,其实山寨真正本意不是坏的,它代表着一种草根文化,它用实在的价格来引起国人的关注。今天我们就收到一位网友选购USB HUB的投稿,他当中提及的选购方案用“专家”来形容,究竟这位山寨专家是怎么样选购USB HUB呢?以下就通过“IT168移动存储频道”这个平台跟大家分享他的经验

  【IT168 使用技巧】USB HUB早已是一种常见的计算机外设,在电脑城里从10几块到几百块的产品都有,今天从一款新上市的HUB入手,一步步抽丝剥茧,告诉您一个设计精良的HUB到底是什么样?怎样去挑选一个合用的USB HUB?

  考虑本本的USB接口不够,我就到市场随便买了USB HUB回来,谁知道,这个小东西经常让移动硬盘、闪存盘罢工。在排除了其他配件原因之后,终于发觉这个HUB原来是有猫腻的,凭借着工程师的工作本能,就决定用专业上的知识拆解USB HUB,让其他朋友了解一下这个不起眼的东西究竟有什么猫腻。为了让大家对USB HUB有更加好的认识,我特意将损坏的USB HUB和后来购买的i.HUB进行对比。

  从外观来说,i.HUB只是很普通的一个USB HUB,很朴实,没有花哨的外观和颜色,表面和市面上常见的mini型的HUB并没有多大的区别,但当我打开这个外壳的时候,还是被里面的密密麻麻的电路给惊了一下。看来一分钱一分货,这个道理还是成立,这也让我开始明白为什么市场上的USB HUB价格会差别如此大.....

 

这是我后来选购的i.HUB产品,价格比普通市面的HUB高了大概几十元为让大家更加了解不同USB HUB之间的区别,我将之前购买的HUB和目前的HUB进行对比。相信不同我多说,大家从图片中会看出两者的做工用料差别。

  正面


做工用料足的USB HUB


 

  背面


背面

  如果大家对这个电路没有实际的概念,我们可这两款同板型的HUB的对比就知道差别了

  正面:


两者的正面对比

  背面:


两者的背面对比所谓内行看门道,外行看热闹,光从元器件的的多少大家都可以一眼看出其中的巨大差异!

  我们来看看这款好的HUB具体规格


官网产品图片

  1.主芯片:NEC μPD720114 USB 2.0 HUB芯片。

  2.4层FR4树塑PCB板

  3.DC-DC供电。

  4.矽胶导热;

  5. 20/28 镀锡无氧铜/双屏蔽;

  6.台达5V/3A优质开关电源;

  7.PPTC可恢复保险丝;

  8.完全隔离的 usb bus/自供电切换系统,保证双电源的完全隔离;

  9.军工级钽聚合物电容;

  10.完备的的ESR/EMI的设计;

  11.优秀的电路板布局;

  12.精选接口器件,USBA母pin脚均为磷铜镀金,外壳为黄铜,MINI USB接口选用MOLEX接插件,30U触点镀金,所有电镀接口件均经过盐雾测试;

  13.阳极氧化铝合金外壳;

  14.低亮度LED灯;不同芯片方案的HUB的实际性能、稳定性、兼容性差距是很大的,NEC做为USB FORUM的发起者之一,其设计的芯片性能、稳定性一直是USB HUB芯片中的王者,基本上所有的贝尔金、宜丽客、APC、ADAPTEC的高端HUB都是NEC的芯片方案。而市面上常见的HUB一般内部的芯片都是GL850A,其性能、稳定性、兼容性和NEC芯片不在同一个层面上!

  做为一款USB hub,由于其高速的数据传输要求,一般来说,四层PCB是基本要求,我们常见的国外的高端HUB基本上都是四层板,国内的HUB,基本上都是两层的。怎么样看四层还是两层呢?很简单,真正的四层板,有一层,就是差分信号线下面那层,一般是整层的地平面,所以看看地信号,如果是直接打入电路板不再有线引出来,基本上可以肯定是多层板了!一个专用的全平面的地层,对电路的信号的完整性进而到产品的稳定性有着很重要的影响,这基本上也是一个高端HUB的标志!

  对于USB HUB,协议规定了其两种供电方式,总线供电和自供电,所谓总线供电就是通过USB线缆从主机侧供电给HUB,自供电就是HUB的供电由自接的外电供电。这里就要牵涉一个问题,就是两种电源的隔离,分析国外的HUB,不管是高端还是低端,您会发现一个基本原则,就是总线供电和电源供电的完全隔离。不管是用继电器解决方案,还是简单的二极管解决主案,总归,原则是一定要坚持的!二极管好在便宜,多用于低端方案。


二极管象贝尔金的低端系列和我们分析过的一款APC的HUB就属于这个解决方案,由于二极管天生的0.7V的压降,这种HUB不接外电的话,基于上只能接接一些U盘这些小电流设备;而另一种呢则是以继电器来倒换,较常见一些高端产品,比如APC、ADAPTEC的高端HUB,这种方案成本高,体积大。

  过来回头来看国产的HUB,清一色的完全不隔离(如下图中一根铁丝直接连起原本放隔离二极管的两端)。

  为什么要这样做呢?很简单,不是因为二极管的价钱,而是因为二极管天生的压降0.7V,多了这0.7V,基本上这个HUB只用带U盘、读卡器、鼠标这些小电流设备,象移动硬盘这种高电流设备想都不要想,而一根铁丝,却少了这0.7V,但就这0.7v对大电流设备的影响是非常巨大的,当然险是一定要冒的了,因为双电源不隔离,存在着电源倒灌影响主机甚至烧坏主机的可能性。

  i.hub创造性的解决了这个问题,用电子式的电路同时解决小体积和低压降的电源隔离。这保证在如些小的体积下既解决电源隔离的问题,又提供低压降的电源回路,轻松带动移动硬盘。

  至于电路板的布局,我们先来看一看市面上常见的HUB的布局。


杂牌货

  红框所示位置为电容,是不是很整齐,如果您认为排得整齐美观那就是布局,那可就大错特错,我们来看看ADAPTEC的HUB的电路布局。


做工好的产品 一个普通的去耦电容,不管在哪本教材上都是要求要尽可能的接近电源脚,这是因为其作用范围非常小,这些都是PCB设计的基本点,离得远远得和没有其实是一回事,连这些基本点都做不到,还能指望其他能做好吗?

  下图为i.hub的芯处周边的布局,去耦电容尽可能近的靠近电源脚,而且采用了0402的电容。


芯片布局

  如果光从电容量来说,理想电容不管大小,都应是一样的,但是,注意了,这是理想电容。没有一种器件是理想的,再普通的一个电容也是电容、电感、电阻的混合体。在高频应用下,更小的电容能有更小的感抗和电阻,更适于高频电路!就如同数字电路其实也是模拟电路一样。设计数字电路也一定要从模拟的观点来看待各种器件,如果只认为数字电路就是纯粹的理想的数字处理,而不考虑电路的相关参数、芯片的内部实现,那么,数字电路也不会有您想象中那么“数字”! 不知大家有没有注意到i.hub中下图红框所示位置的器件

  这个是共模扼流圈,具体作用就是去除对信号线上的共模干扰而对正常的差分信号没有影响。

  之前有一个网友请我分析过一个BUFFOLA的USB HUB,见下图:

  很好笑,真接将共模扼流圈这个四脚器件的对脚在PCB上连接在一起,这样就相当于去掉了这个器件了,也就是说,原来设计的时个是有这个器件的,为啥现在没有了呢,很简单,省成本啊!

  注释:这个器件在被动元件里还是算很贵的了,所以省成本是首当其冲的了!所以,能看到这个器件,您也能看出这个HUB一定是定位高端的了!

xyf_1987

xyf_1987


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发表于 2009-08-11 12:53:27 1楼
学习了

guobao119

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精华

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发表于 2010-03-01 14:39:59 2楼
晕,国产的未必都是这样,主要你不去买山寨的,就不会出现这种问题。国产的USB HUB做的比较好的有SSK、品胜等品牌,根本不会出现总线供电和电源供电不隔离的现象,每个USB输出口都装有保险丝保证电路的正常工作。虽说都是两层板的,一些元器件也是一般的。但是这些不会影响到HUB的性能,绝对是物美价廉的产品。毕竟一个HUB要花一两百谁会去买啊?除非你钱有多我没话说!

yuwenzhe

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发表于 2010-05-05 09:59:15 3楼
枪的不能再枪了

yintaotf

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发表于 2010-10-12 15:02:46 4楼
别说枪不枪的,确实专业人士说的就是不一样。学了不少

wmfpdc

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发表于 2010-12-06 17:37:22 5楼

谢谢楼主!

hdq537

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发表于 2012-04-25 20:35:52 6楼
分析的很透彻,够专业,学习了!
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