Concentrador USB y esclavo en la misma placa: ¿se necesitan condensadores y resistencias en serie?

Estoy construyendo un dispositivo usando

  • Controlador concentrador TUSB2046B
  • 4 controladores FT230X USB a UART

Primero, echemos un vistazo a la aplicación de muestra del controlador Hub:

Nota de aplicación TUSB2046B

Señalado:

Todos los pares de señales USB DP, DM requieren resistencias en serie de aproximadamente 27 ohmios para garantizar una terminación adecuada. Se recomienda un condensador de filtro opcional de aproximadamente 22 pF para la supresión de EMI. Este condensador, si se usa, debe colocarse entre el terminal del concentrador y la resistencia en serie, según la sección 7.1.6 de la especificación USB.

Luego, echemos un vistazo a la aplicación de muestra FT230X:

Nota de aplicación FT230X

Mis preguntas:

  • ¿Cuál es el propósito de las resistencias de 15kOhom a tierra en la primera imagen? ¿Son necesarios en el diseño de un solo pcb?
  • ¿Cómo debo conectar esos dos dispositivos suponiendo un diseño de PCB único con una distancia de no más de 5 cm?

Esta es la idea más intuitiva:

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Y algunas preguntas:

  • ¿Puedo quitar con seguridad una resistencia de 27 ohmios en cada línea? ¿Debo cambiar el restante a 54 Ohm?
  • ¿Hay alguna diferencia si los capacitores son de 22pF o 47pF?
  • ¿Son necesarios esos condensadores?

Respuestas (1)

  1. Las resistencias desplegables de 15 kOhm son definitivamente necesarias. El dispositivo esclavo tiene resistencias pull-up internas en una o ambas líneas DM/DP que utiliza el host para detectar que se ha conectado un esclavo y su tipo: velocidad baja, completa o alta. Necesita estas resistencias desplegables para asegurarse de que la línea no quede flotando o esta detección no funcionará correctamente.
  2. Puede omitir las resistencias de terminación y los condensadores. Tienen dos propósitos: el primero es evitar reflejos desde el final de las líneas que causarían una interferencia de desvanecimiento con la señal. Sin embargo, dado que solo está ejecutando el bus en modo de velocidad máxima (12 Mbps) y la longitud de la línea (5 cm) es mucho más corta que la longitud de onda de la señal y sus armónicos principales, los reflejos no serán un problema. El segundo propósito es como filtro de línea para reducir la EMI generada por el cable USB. Es posible que necesite algún tipo de filtro para pasar las pruebas de EMC, pero debe tratar las líneas de bus como lo haría con cualquier otra línea digital que tenga en su tablero. Tenga en cuenta que la mayoría de los controladores USB tienen una velocidad de respuesta limitada, por lo que ya está mucho mejor en términos de EMC que una línea GPIO que controla su LCD o lo que sea.
Anuncio 1. ¿Por qué no hay una resistencia desplegable en la línea negativa del concentrador a la PC? Solo hay pull-up en plus (para negociación de velocidad).
@peku33. USB no es un bus simétrico: el papel de los hosts y los dispositivos es diferente. Un concentrador es un dispositivo para la PC ascendente y un host para los dispositivos descendentes conectados a él. Entonces, el pull-up en la conexión hub-pc es para decirle a la pc (host) que el hub es un dispositivo de velocidad completa. Eso probablemente suene un poco confuso. Lee el primer par de capítulos de USB Complete (Jan Axelson) y te será de gran ayuda.
Ok, entiendo la parte sobre el pull-up para la negociación de velocidad, pero todavía no entiendo el papel del pull-down de 15k. Sin pulldown en el hub aguas arriba, la línea negativa se deja flotando.
Los menús desplegables ascendentes de 15k están dentro de la computadora.
Entonces, ¿qué sucede cuando el cable de datos está desconectado, pero el concentrador está encendido?
@ peku33: eso se llama un dispositivo autoalimentado. Básicamente, el concentrador tiene que detectar si hay +5 V presentes en el conector ascendente (lo que indica que el cable de datos está conectado), aunque no necesite energía de él. Cuando el + 5V no está presente, puede simplemente ingresar a un modo de desconexión o suspensión, realmente lo que quiera, pero creo que la mayoría de los circuitos integrados del concentrador restablecerían cualquier dispositivo aguas abajo y se irían a dormir.
Concentrador USB y esclavo en la misma placa: ¿se necesitan condensadores y resistencias en serie?
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