USB 2.0 Schaltung

Ich entwerfe und verwende eine USB 2.0 (High-Speed) Spezifikationsschaltung.

Die Schaltung ist wie folgt dargestellt.

Ungültige Kondensatoren der USB-Datenleitung

Manchmal kann die CPU den USB-Stick nicht erkennen (USB 2.0 High Speed).

Zuerst änderte ich die Widerstände von 0 Ohm auf 27 Ohm. Die CPU konnte den USB-Stick jedoch immer noch nicht erkennen.

Wenn ich also beide 22-pF-Kondensatoren entfernt habe (offener Status), kann die CPU den USB-Stick sehr gut erkennen.

Was ist das Problem?

Ich weiß, dass die Rolle von 22-pF-Kondensatoren mit den Vorwiderständen darin besteht, das Klingeln des Signals zu entfernen, das die EMI verursacht.

Aber als ich die Kondensatoren entfernt habe, war das Problem gelöst (wobei immer noch 0 Ohm Serie übrig sind). In der Tat kann ich den Unterschied zwischen dem Vorhandensein von Kondensatoren mit offenem Stromkreis (Entfernen des Kondensators) auf dem USB-Datendifferenzsignal mit einem Oszilloskop nicht verstehen.

Was ist hier das Problem?

Haben Sie versucht, die Signalwellenformen in den Datenleitungen zu messen? Bitte geben Sie einige Ergebnisse an.
Vielleicht war einer der Kondensatoren, die Sie entfernt haben, kurzgeschlossen? Nur eine Vermutung. Es gibt nicht viel, was jeder von uns tun kann, außer mit den von Ihnen bereitgestellten Informationen zu raten. Dinge wie PCB-Layouts, Fotos, Oszilloskop-Wellenformen wären alle nützlich.
22pF scheinen ziemlich hoch zu sein. Woher hast du diese Zahl?
Abschnitt 7.1.6.2 der USB 2.0-Spezifikation enthält die Details, die Sie benötigen. Sie müssen mit der Terminierung sehr vorsichtig sein, wenn Sie im Feld irgendeine Art von Zuverlässigkeit wünschen. Wie Sie der Spezifikation entnehmen können, ist es etwas komplizierter, als nur eine Kappe und einen Widerstand hinzuzufügen.
USB 2 arbeitet mit maximal 480 Mbit/s. Berechnen Sie den Effekt, den 22pF-Kondensatoren bei dieser Art von Frequenz haben, und Sie werden sehen, warum niemand sie in ihre Designs einfügt.
@Finbarr Dann beträgt die Impedanz bei 240 MHz von 22 pF ungefähr 30,15 Ohm. Wenn ich also von 22 pF auf 14,74 pF (bei 240 MHz, 45 Ohm) wechsle, ist es in Ordnung? denn in der USB2.0 Spec. 7.1.6.2 wird der Diff-Abschlusswiderstand mit 80 Ohm < Z < 100 Ohm empfohlen. ist das richtig?
Warum hast du es bei 240 MHz ausgerechnet?
@Finbarr Obwohl die Kommunikationsgeschwindigkeit 480 Mbit / s beträgt, beträgt der Taktzyklus 240 MHz unter Berücksichtigung des Taktzyklus. Ist das richtig??
@Finbarr. Ich denke, 240 MHz Rechteckwelle und 480 Mbit / s haben das gleiche Geschwindigkeitsmuster.
Eine Rechteckwelle hat viele Harmonische. Obwohl das Signal auf einem USB-Kabel nicht perfekt quadratisch ist, müssten Sie mit Ihrem Kondensator viel niedriger gehen. Aber beziehen Sie sich trotzdem auf die richtige Spezifikation, das ist nicht der Weg, dies zu tun.

Antworten (1)

Mit 22 pF gegen Masse funktioniert die Verbindung nicht. 22 pF zu haben, ist eine brutale Verletzung der USB 2.0-Signalanforderungen.

Wenn Sie den Datenbus mit solch großen Obergrenzen belastet haben, werden die HS-Signale (480 MBit/s, 240 MHz) stark herabgesetzt, unterhalb der Grenze der HS-Kommunikation. Die anfängliche Geschwindigkeitsaushandlung (Zwitschersequenz), die bei einer Rate von 10 kHz (50 us-Pulse) auftritt, verläuft jedoch problemlos. Der Host erhält also einen gültigen HS-Handshake und glaubt, dass das Gerät ein HS-Gerät ist, und startet daher die Kommunikation mit der HS-Rate. Aber Ihre 22 pF hämmern das HS-Signal und alle HS-Protokolle schlagen fehl oder sind sehr, sehr unzuverlässig. Daran scheitert Ihr Design.

Anscheinend haben Sie alte USB 1.1 (FS)-Empfehlungen mit den Anforderungen für vollständig abgeschlossene HS-Übertragungsleitungen verwechselt. Entfernen Sie dringend alle Kappen (und Widerstände) von den USB-Datenleitungen.

Gilt die Rolle der Kappe als EMI-Unterdrückung nur für USB1.1? Nicht 2.0?
Die "EMI-Unterdrückungskappe" ist eine Explosion aus der tiefen Vergangenheit, als Vollgeschwindigkeitstreiber keine Möglichkeit hatten, die Anstiegszeit der Signalflanke zu steuern, sodass die Leitungen ohne R und C wie die Hölle klingelten. Nicht mehr, alles USB 2.0 HS-konforme Treiber müssen über Kantensteuerung verfügen, da sie sonst ohne Kappen und Widerstände für den HS-Modus die USB-Silizium-Zertifizierung nicht bestehen würden. Daher können keine Begrenzungen verwendet werden, und es besteht keine Notwendigkeit für Begrenzungen, da die Kanten bereits bandbreitenbegrenzt sind.
Werden dann auch 15kOhm Widerstand (Pulldown) nicht benötigt?! Warum könnte dieser Pulldown-Widerstand in diesem Design nicht als Pulldown funktionieren???
Normalerweise sind die 15k-Pulldowns auch in PHY-Schaltungen für nachgeschaltete Ports integriert. Was für eine "CPU" verwendest du?
Samsung CPU basierend auf ARM 8 oder 9!!
In dieser CPU ist der USB 2.0 HS Host Treiber eingebettet!
USB 2.0 Schaltung
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