Вопрос по повышению помехоустойчивости USB.
Микроконтролер STM32F407 через USB изолятор ADuM4160 связан с системным блоком промышленного контроллера на full speed 12 Mbps.
STM32F407 выполняет задачу сбора и передачи информации от внешних объектов, от которых также гальванически изолирован. Всё хорошо, пока работаем на низких напряжениях. Как только переходим на 220 VAC (DI/DO) начинаются потери связи по USB. Кто в теме и может помочь?

Не совсем понял, но поделюсь своим опытом использования USB High Speed. Делаем установки, в которых к компьютеру подсоединяем до 10 шт. наших устройств. Всё более-менее стабильно работает каждый рабочий день.
Самая частая проблема это плохой экран в кабеле. С покупными были проблемы, сейчас стали сами паять. Иногда по непонятным причинам спаянный кабель плохо работает. Перепаиваем разъёмы и сбои прекращаются, хотя на вид всё нормально. Сейчас обнаглели, стали паять кабели длиной до 10 метров, хотя это и не по стандарту, но проблем нет. Экран должен быть хорошо пропаян с обоих сторон! Корпус разъёма цепляю на GND питания по USB. Установку и компьютер я обязательно соединяю "плетенкой" или использую экраны других кабелей.
Практически все наши устройства питаются по USB. Обычно потребление у нас большое, но стараемся уложиться в 0,5 А. Большинство моих устройств нормально работают и при 4 В или даже ниже. Если устройство питается не по USB, то могут быть всякие нехорошие вещи. Также были проблемы с Full Speed, ничего не меняя в железе перешли на High Speed проблема пропала, почему так произошло не поняли.

Помочь может Ethernet.
USB в описанных вами условиях не жилец.
Можно устанавливать развязки, фильтры, менять кабели, плясать с бубном - это даст лишь несколько меньшую вероятность сбоев. Но сбоить оно будет всегда потому что USB не лечится.

Не соглашусь с автором предыдущего сообщения. USB вполне себе жилец в цеху, важно лишь применять кабель должного качества с наличием ферритового "бублика".


уточните пожалуйста, что значит переходим на 220 VAC

Уточнение: есть модули с одинаковой схемотехникой входные на 24 VDC и 220 VAC. Первые работают, вторые сбоят.
Аналогично выходные модули с релейным выходом при подключении к нагрузке 220 VAC появляются сбои, особенно в момент коммутации.

Смотря что понимать под USB в цеху. Клавиатура к диагностической установке - нормально. А вот пром.контроллеры уже не вариант. Да, всякими ухищрениями можно добиться надёжной работы USB в условиях сильных помех. Основные способы тут уже перечислили.
Но это всё не от хорошей жизни. В пром. оборудовании либо RS-485, либо современные производные от Ethernet.

Насколько я понимаю Full Speed - два сигнала в противофазе с возвратом тока по земле, а High Speed - диференциальный.
Возможно поэтому High Speed - лучше в зоне помех.

американский минобороны (Department of Defence) запрещает использование интерфейса USB для чего-либо более серьезного, чем флешки и принтеры.
примерно по тем же причинам - весьма хреновая надёжность.
Ещё раз подумайте - оно вам надо???

ну тогда Вам нужен фильтр по питанию, например такой фильтр

Здесь скорее не опасение за потерю данных, а то что если при передаче потока по USB отойдёт контакт в разъёме - потребуется не только убийство процесса или драйвера и восстановление устройства из чёрного списка - потребуется перезагрузка компьютера...

Пытались делать системы управления лет 10 назад на КПК - чуть дернул разъём - доставай иголку - перезагружай КПК.
Надёжней и проще оказалось разработать собственное устройство с экраном, тачем и прочем... без шлангов и USB!

PS: Что касается топикспикера - а защитные диоды по USB на плате есть?

Умные мужики в американской военщине !
Можно ссылочку на официальный документ DoD запрещающий применение usb ?

Дополнение для интересующихся.
Схема USB интерфейса на ADuM4160 в прилагаемом файле. Разводка PCB в соответствии с рекомендациями производителя.

1. Фильтр по AC, о чем я писал выше
2. Попробуйте увеличить С5

Безусловно, 485 и Ethernet гораздо больше приспособлены для подобных условий! Однако, мне попадались примеры успешного внедрения USB в щедрых на помехи местах. В качестве примера, в одной из лабораторий у нас стоит рентгеновский фотоэлектронный спектрометр Thermo Scientific K-Alpha, он подключается к ПК по USB (есть еще три линии FireWire, но они идут непосредственно к трем же видеокамерам внутри установки). Когда приходил специалист по настройке, мы вскрывали "станок" (часть трэйнинга) и я был приятно обрадован увидев там родной Cypress FX2 рядом с USB-B разьемом на "материнской плате". В самой установке непрерывно жужжат два мощных турбомолекулярных насоса, которые запитываются от источников, чья мощность вызывает уважение. Еще в системе есть генератор аргоновой плазмы для очистки пов-ти образцов (десятки Ватт, 13.5МГц). Спектрометр работает 24 часа в сутки, 7 дней в неделю. За год эксплуатации был лишь один сбой, связанный со скачком напряжения в здании. Рядом с ним стоят системы для испарения и магнетронного распыления металлов, которые, надо думать, тоже могут являються источниками помех.

А может такое быть, что на H-GND половина сетевого питания - т.е. 110В (как это бывает в настольных компьютерах, когда их подключают без заземления)? "Земля" в розетках есть?
Если заземления в розетках нет, а пол-питания на H-GND таки есть (индикатором проверить), то эти 110В будут "заливаться" на линии D+ и D- через сапрессоры, и создавать помехи при передаче данных.

А в тех модулях что на 24VDC (возможно), внешний сетевой адаптер имеет только выводы питания 24 вольта, потому заземления минуса питания и шилда USB нет, и соответственно нет помех и на самой шине.