circuito USB 2.0

Estoy diseñando y usando un circuito de especificación USB 2.0 (alta velocidad).

El circuito se muestra a continuación.

Condensadores no válidos de la línea de datos USB

A veces, la CPU no puede reconocer la memoria USB (USB 2.0 de alta velocidad).

Al principio, cambié las resistencias de 0 ohmios a 27 ohmios. Sin embargo, la CPU aún no podía reconocer la memoria USB.

Entonces, cuando quité ambos capacitores de 22 pF (estado abierto), la CPU puede reconocer la memoria USB muy bien.

¿Cuál es el problema?

Sé que el papel de los condensadores de 22pF con las resistencias en serie es eliminar el timbre de la señal que causa la EMI.

Pero cuando quité los condensadores, el problema se resolvió (todavía quedaban series de 0 ohmios). De hecho, no puedo entender la diferencia entre la existencia de condensadores de circuito abierto (quitar el condensador) en la señal diferencial de datos USB mediante el uso de un osciloscopio.

¿Cuál es el problema aquí?

¿Ha intentado medir las formas de onda de la señal en las líneas de datos? Proporcione algunos resultados.
¿Quizás uno de los condensadores que quitó estaba en cortocircuito? Solo una suposición. No hay mucho que ninguno de nosotros pueda hacer más que adivinar con la información que ha proporcionado. Cosas como diseños de PCB, fotografías, formas de onda de alcance serían útiles.
22pF parece bastante alto. ¿De dónde sacaste esa figura?
La sección 7.1.6.2 de la especificación USB 2.0 tiene los detalles que necesita. Debe tener mucho cuidado con la terminación si desea algún tipo de confiabilidad en el campo. Como puede ver en la especificación, es un poco más complicado que simplemente agregar una tapa y una resistencia.
USB 2 funciona a un máximo de 480 Mbit/s. Calcule el efecto que tienen los capacitores de 22pF en ese tipo de frecuencia y verá por qué nadie los incluye en sus diseños.
@Finbarr Entonces la impedancia a 240MHz de 22pF es de aproximadamente 30.15ohm. Entonces, si cambio de 22pF a 14.74pF(@240MHz, 45ohm), ¿estará bien? porque, en la especificación USB2.0. 7.1.6.2, la resistencia de terminación diferencial se recomienda como 80 ohm < Z < 100 ohm. ¿está bien?
¿Por qué lo ha calculado a 240 MHz?
@Finbarr, aunque la velocidad de comunicación es de 480 Mbps, el ciclo de reloj es de 240 MHz teniendo en cuenta el ciclo de reloj. ¿¿Está bien??
@Finbarr. Creo que la onda cuadrada de 240Mhz y 480Mbps tienen el mismo patrón de velocidad.
Una onda cuadrada tiene MUCHOS armónicos. Aunque la señal en un cable USB no es perfectamente cuadrada, necesitaría bajar mucho más con su condensador. Pero consulte la especificación adecuada de todos modos, esta no es la forma de hacerlo.

Respuestas (1)

Con 22 pF a tierra, el enlace no funcionará. Tener 22 pF es una violación brutal de los requisitos de señal USB 2.0.

Cuando carga el bus de datos con límites tan grandes, las señales HS (480 mbps, 240 MHz) se degradan gravemente, por debajo del límite de la comunicación HS. Sin embargo, la negociación de velocidad inicial (secuencia de chirrido), que ocurre a una velocidad de 10 kHz (pulsos de 50 us), pasa bien. Entonces, el host recibe un protocolo de enlace HS válido y cree que el dispositivo es un dispositivo HS y, por lo tanto, inicia la comunicación a la velocidad HS. Pero sus 22 pF golpean la señal HS, y todo el protocolo HS falla, o es muy, muy poco confiable. Ahí es donde tu diseño falla.

Aparentemente, ha mezclado las recomendaciones antiguas de USB 1.1 (FS) con los requisitos de la línea de transmisión completamente terminada de HS. Retire con urgencia todas las tapas (y resistencias) de las líneas de datos USB.

¿La función de la tapa como supresión de EMI es válida solo para USB1.1? ¿No es 2.0?
El "límite de supresión de EMI" es una explosión del pasado, cuando los controladores de alta velocidad no tenían ningún medio para controlar el tiempo de aumento del borde de la señal, por lo que las líneas sonarían como el infierno sin R y C. Ya no, todo USB 2.0 Los controladores compatibles con HS deben tener control de borde, de lo contrario, con la ausencia de tapas y resistencias para el modo HS, no pasarían la certificación de silicona USB. Por lo tanto, no se pueden usar mayúsculas y no hay necesidad de mayúsculas, ya que los bordes ya tienen un ancho de banda limitado.
Entonces, ¿no se necesita una resistencia de 15kohm (desplegable)? ¿Por qué esta resistencia desplegable no podría funcionar como desplegable en este diseño?
Por lo general, los pull downs de 15k también se incorporan en el circuito PHY para los puertos orientados hacia abajo. ¿Qué tipo de "CPU" estás usando?
CPU Samsung basada en ARM 8 o 9!!
¡En esta CPU, el controlador USB 2.0 HS Host está integrado!
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