Статус документа
Статус документа

ГОСТ Р МЭК 62680-4-2015 Интерфейсы универсальной последовательной шины для передачи данных и подачи электропитания. Часть 4. Документ по классу кабелей и разъемов универсальной последовательной шины (Переиздание)

     3 Требования к электрическим и механическим характеристикам, устойчивости к внешним воздействиям, применяемые при оценке соответствия USB


USB-кабель, разъемы и серийно изготовленные кабельные сборки должны соответствовать требованиям, установленным в действующей редакции "Спецификации USB" (часть 6) и применимых дополнениях (см. таблицу 3-1, USB-стандарты соответствия требованиям к электрическим и механическим характеристикам и устойчивости к внешним воздействиям).


Таблица 3-1 - Требования, применяемые при оценке соответствия USB к электрическим и механическим характеристикам и устойчивости к внешним воздействиям

Вид испытания

Процедура испытания

Требования к характеристикам

Проверка долговечности (срока службы)

Согласно EIA 364-09.

Целью испытания является уточнение универсального стандартного метода испытания для определения эффектов, обусловленных влиянием на USB-разъем его подключений и отключений, имитирующих ожидаемый срок службы разъемов. Испытания на долговечность при циклировании применяются только для воспроизведения механического напряжения. Долговечность, связанная с сопряжением компонентов, применяется для воспроизведения механического напряжения и воздействия износа

- 1500 циклов;

- 5000 циклов для USB серии "Мини "В";

- 10000 циклов для USB серии "Микро";

- 10000 циклов для USB серии "Стандарт "А" повышенной прочности.     
Режим циклирования - 500 циклов в час при автоматической подаче и 200 циклов в час при ручной подаче

Проверка силы сопряжения

Согласно EIA 364-13.

Целью испытания является уточнение стандартного метода испытаний для определения механических усилий, необходимых для сочленения USB-разъема

Сила сопряжения не более 35 Н при максимальной скорости сопряжения 12,5 мм (0,492 дюйма) в минуту

Проверка силы расстыковки

Согласно EIA 364-13.

Целью испытания является уточнение стандартного метода испытаний для определения механических усилий, необходимых для расстыковки USB-разъема

Сила расстыковки:

- не менее 10 Н при максимальной скорости расстыковки 12,5 мм (0,492 дюйма) в минуту для USB серий "Стандарт "А" и "Стандарт "В";

- не менее 3 Н для USB серии "Мини";

- не менее 8 Н при максимальной скорости расстыковки 12,5 мм (0,492 дюйма) в минуту для USB серии "Микро"

Проверка устойчивости к воздействию температуры

Согласно EIA 364-17.

Условие испытания 4 - метод А.

Целью испытания является уточнение стандартного метода испытаний оценки способности USB-разъема выдерживать воздействие температуры (85±2)°C без приложения напряжения в течение 500 ч

Должен соответствовать минимальным требованиям, установленным в части 6 "Спецификации USB" и не должно быть косметических и/или механических дефектов, которые могут помешать нормальному использованию

Визуальный осмотр и контроль размеров

Согласно EIA 364-18.

Целью испытания является визуальный контроль, контроль размеров и функционирования в соответствии с планами проверки качества USB

Должен соответствовать минимальным требованиям, установленным в части 6 документа "Спецификации USB".

Толщина покрытия контактов

Проверка диэлектрической прочности по напряжению

Согласно EIA 364-20.

Целью испытания является уточнение стандартного метода для подтверждения того, что USB-разъем может безопасно работать при номинальном напряжении и выдерживать кратковременные сверхпотенциалы из-за коммутации, перенапряжений и/или других аналогичных явлений

Диэлектрик должен выдерживать:

- 500 В переменного тока в течение 1 мин на высоте уровня моря;

- 100 В переменного тока для серий "Мини"/"Микро"

Проверка сопротивления изоляции

Согласно EIA 364-21.

Целью испытания является уточнение стандартного метода оценки сопротивления изоляции USB-разъемов. Данную процедуру испытания используют для определения сопротивления, обеспечиваемого изоляционными материалами и различными уплотнениями разъема относительно потенциала постоянного тока, который может создавать утечку тока через поверхность или по поверхности таких элементов

Сопротивление изоляции на предварительном испытании:

- USB серии "Стандарт" - не менее 1000 МОм;

- USB серии "Микро" - не менее 1000 МОм;

- USB серии "Мини" - не менее 100 МОм.

При повторной проверке не менее 100 МОм после завершения испытаний

Проверка сопротивления контакта с низким уровнем напряжения (LLCR)

Согласно EIA 364-23.

Целью испытания является уточнение стандартного метода измерения электрического сопротивления на паре сопряженных контактов так, чтобы изолирующие покрытия, если они имеются, не были нарушены или не произошло их сильного оплавления.

Измерение по методу Кельвина с четырьмя проводами. Измерение проводят от розетки к вилке

Значение LLCR:

- для USB серии "Стандарт" и USB серии "Микро" - не более 30 мОм;

- для USB серии "Мини" - не более 50 мОм при измерении с максимальным напряжением разомкнутой цепи 20 мВ и токе 100 мА.

Состыкованные при испытании контакты должны быть в корпусе разъема.

При измерениях рассматривают контакты разъема: питание, земля, D+ и D-.

При повторном испытании значение LLCR не должно измениться более чем на 10 мОм

Проверка устойчивости к воздействию механического удара

Согласно EIA 364-27.

Условие испытания Н.

Целью испытания является уточнение стандартного метода оценки способности USB-разъема выдерживать указанную жесткость механического удара

Не должно быть нарушения непрерывности цепи продолжительностью 1 мкс или более при воздействии на сочлененный USB-разъем ударных импульсов 30 g длительностью 11 мс при половине угла наклона.

Следует произвести три удара вдоль каждой из трех взаимноперпендикулярных плоскостей (18 ударов)

Проверка устойчивости к воздействию случайной вибрации

Согласно EIA 364-28.

Условие испытания V, символ испытания А.

Целью испытания является проверка способности USB-разъема выдерживать воздействие вибрации

Не должно быть нарушения непрерывности цепи продолжительностью 1 мкс или более при воздействии вибрации на сочлененный USB разъем по 5.35 GRMS.

Длительность воздействия составляет 15 мин в каждой из трех взаимно перпендикулярных плоскостях

Проверка контактной емкости

Согласно EIA 364-30.

Целью настоящего испытания является уточнение стандартного метода определения емкости между проводящими элементами USB-разъема

Контактная емкость не более 2 пФ на несостыкованный контакт

Проверка устойчивости к воздействию влажности

Согласно EIA 364-31.

Условие испытания А, метод III.

Целью испытания является уточнение стандартного метода оценки свойств материалов, используемых в USB-разъемах при воздействии высокой влажности и тепла

Устойчивость к длительному воздействию высокой влажности и тепла продолжительностью не менее 168 ч (семь полных циклов). USB-разъемы проверяют по EIA 364-31

Проверка прочности к растяжению кабеля

Согласно EIA 364-38.

Условие испытания А. Целью испытания является уточнение стандартного метода определения эффекта удержания кабеля вилочной частью USB-разъема без создания вредных воздействий на кабель или элементы разъема при воздействии на кабель растягивающих нагрузок

Продолжительность воздействия установившейся осевой нагрузки 40 Н составляет 1 мин

Проверка пригодности к пайке

Согласно EIA 364-52.

Целью испытания является уточнение унифицированного стандартного метода определения пригодности к пайке USB-разъема. В процедуре испытаний используют пайку методом погружения. Испытание или оценку "чашечки" пайки, монтажной петельки, других заделок типа ручной пайки или пленарного монтажа не проводят

Паяные концы USB-контакта должны сохранять 95% покрытия после воздействия паром в течение 8 ч.

Примечание - Если требуется бессвинцовый припой, температура пайки должна быть 256°C.

Проверка устойчивости к воздействию термического удара

Согласно EIA 364-32.

Условие испытания I.

Целью испытания является определение устойчивости USB-разъема к воздействию чрезвычайно высоких и низких температур и к перепаду температур с моделированием условий наихудшего случая при хранении, транспортировании и применении

Не должно быть признаков подтверждения после воздействия 10 циклов при минус 55°C и при плюс 85°C. Испытуемые USB-разъемы должны быть сочленены

Проверка на устойчивость к коррозии при воздействии потока газовой смеси

Согласно EIA 364-65.

Класс II А.

Целю испытания является создание внешней коррозирующей атмосферы для определения реакции на поверхностях с покрытием и без него при воздействии потока смеси промышленных газов разной концентрации при продолжительности воздействия 10 дней (5 дней в состыкованном состоянии и 5 дней в расстыкованном). Оцениваемые USB-разъемы должны быть состыкованы и помещены в испытательную камеру с управляемой средой, которая контролируется системой анализа газа при регулируемых концентрациях указанной газовой смеси. Также следует использовать тест-купоны и регистрировать увеличение веса

Значение LLCR:

- не более 30 мОм;

- не более 50 мОм - для USB серии "Мини" при измерении с максимальным напряжением разомкнутой цепи 20 мВ и токе 100 мА. Состыкованные при испытании контакты должны находиться в корпусе разъема.

При повторном испытании значение LLCR не должно измениться более чем на 10 мОм после одного цикла износостойкости

Проверка задержки прохождения

Согласно EIA 364-103.

Целью испытания является проверка сквозного прохождения сигналом через кабельную сборку

Время задержки:

- не более 26 нс при времени нарастания 200 пс, подробную информацию см. в EIA 364-103.

Для USB серии "Микро" не более 10 нс при максимальной длине кабеля 2 м

Проверка задержки прохождения искажения

Согласно EIA 364-103.

Целью испытания является подтверждение гарантии, что сигнал по обеим линиям D+ и D- кабельной сборки поступает на приемник в одно и то же время

Время задержки не более 100 пс при времени нарастания 200 пс

Проверка затухания сигнала

Согласно EIA 364-101.

Целью испытания является подтверждение гарантии, что кабельная сборка может обеспечить соответствующий уровень сигнала для приемника, для обеспечения низкой вероятности ошибок

Затухание сигнала не более:

- минус 1,90 дБ при 100,0 МГц;

- минус 3,20 дБ при 200,0 МГц;

- минус 5,80 дБ при 400,0 МГц

Проверка импеданса (дифференциального)

Согласно EIA 364-108.

Данное испытание гарантирует, что сигнальные проводники кабельной сборки имеют соответствующий импеданс. Измерение проводят через 2 нс после подключения разъема

Значение импеданса от 76,5 до 103,5 Ом при времени нарастания 200 пс

Проверка толщины покрытия контакта

Измерения каждого слоя контактного покрытия проводят при помощи рентгеновского излучения

Должны быть выполнены минимальные требования, установленные в документе "Спецификации USB 2.0" и в требованиях к USB серии "Микро" в зоне сочленения

Проверка падения напряжения на кабельной сборке

Испытание проводят при напряжении 5 В и токе 500 мА

Значение падения напряжения на силовой паре от штыря к штырю не более 125 мВ


Примечания

1 Для измерения импеданса, задержки прохождения и сдвига задержки требуется специальная испытательная установка. Данная испытательная установка использует динамический рефлектометр (TDR) при измерении временной характеристики испытуемого кабеля. Импеданс испытательной установки должен соответствовать импедансу оборудования, обычно составляющему 50 Ом. Для соединения с динамическим рефлектометром испытательная установка должна иметь коаксиальные разъемы.

2 Для измерения затухания требуется специализированная испытательная установка. Данная испытательная установка обеспечивает подключение от схемного анализатора к вилке серии "А". Так как USB-сигналы по своей природе дифференциальны (симметричны) и передаются по симметричному кабелю, рекомендуется использовать трансформатор или симметрирующее устройство (North Hills NH 13734 или аналогичные). Трансформатор преобразует несимметричный (также известный как асимметричный) сигнал от генератора сигналов с типовым выходным импедансом 50 Ом в симметричный (также известный как дифференциальный) сигнал и другую импедансную нагрузку, представляемую кабелем. На другом конце испытуемого кабеля следует использовать второй трансформатор или симметрирующее устройство для обратного преобразования сигнала в несимметричную форму с корректным импедансом для согласования со схемным анализатором.