Заземление Ethernet и USB противоречат друг другу, Вопрос внутри Опции

[Victor®]

Приветствую всех.
Вот задумался над такой проблемой...
1) Обычно корпус RJ-45 Ethernet коннектора
соединяют с землей на плате через высоковольтный конденсатор 1-2 nF и паралельно ему резистор
порядка 1 MOhm.

2) Обычно корпус USB коннектора соединяют с землей на плате через дроссель (ferrite bead)

Мне кажется, что это абсолютно разные и взаимоисключающие подходы. Объясните на пальцах, почему так?

И как правильно делать если на плате есть и Ethernet и USB?

-- Желаю успехов!

[Владимир]

Так Ethernet это изолированный, и должен большие вольты по изоляции держать. Соответственно требования по токам утечки
USB не изолированный, и ferrite bead только для подавления помех по общей земле

[Victor®]

Так Ethernet это изолированный, и должен большие вольты по изоляции держать. Соответственно требования по токам утечки
USB не изолированный, и ferrite bead только для подавления помех по общей земле

Да об этом как-то не догадался...

Но предстваим себе устройство в котором есть Ethernet и USB, которые корпусами
своих коннекторов оказываются соединенными через металлическую переднюю панель
(коннекторы с "лепестками" которые специально для этого и сделаны).
Тогда получится, что конденсатор и ferrite bead соединены паралельно. И этот конденсатор
своей роли не выполняет... и ферит тоже.
Я прав?

Как все-таки правильно разобраться с этими заземлениями?
Как грамотно сделать, чтобы всем было хорошо

[cioma]

Обычно экран корпуса RJ-45 Ethernet коннектора соединяют с землей платы напрямую. А через высоковольтный конденсатор 1-2 nF с последовательными терминирующими резисторам (например 75 Ом) с землей платы соединяют изолированную честь Ethernet - срединный вывод обмотки транса и неиспользуемые пары (если есть)
http://www.belfuse.com/Data/Datasheets/SI-61012-F.pdf

Паралельно конденсатору резистор порядка 1 MOhm обычно не ставят, но тут все заваисит от приложения.

Все вышеописанное относиться к UTP

[Mikle Klinkovsky]

Но предстваим себе устройство в котором есть Ethernet и USB...

Есть подобное устройство, называется "персональный компьютер".
И Ethernet у него работает с кабелем через всё здание, и USB принтер, стоящий в соседней комнате, воткнутый в розетку с другой фазой...

[Victor®]

Обычно экран корпуса RJ-45 Ethernet коннектора соединяют с землей платы напрямую.

Вот в том и дело что соединение напрямую нигде и не встречал.
Представьте себе гальванически развязанный источник на плате, например что-то телекомовское.
Будем иметь землю на плате соединенную со станционной + 60В, например.
И вся эта развязка не имеет тогда никакого смысла.

Все было хорошо пока на плате не появился USB со своим феритом и корпусом коннектора.

Есть подобное устройство, называется "персональный компьютер".
И Ethernet у него работает с кабелем через всё здание, и USB принтер, стоящий в соседней комнате, воткнутый в розетку с другой фазой...

Что-то предложить можете? Я тоже могу языком почесать
P.S. Не в обиду

[Mikle Klinkovsky]

Что-то предложить можете? Я тоже могу языком почесать

Да, открыть спецификации на интерфейсы и почитать...

[Victor®]

Да, открыть спецификации на интерфейсы и почитать...

Читать что?
802.3
USB Std?

Прикалываетесь, батенька? ну-ну..

[ViKo]

Ну, вот, смотрю на картинку из приведенного pdf. Цепи, приходящие извне, соединены с экраном через высоковольтный конденсатор. А сам экран можно смело садить на землю прибора (компьютера).
Мы ж к экрану Ethernet разъема ничего снаружи не присоединяем, одна пластмасса. В отличие от USB.

[Victor®]

Мы ж к экрану Ethernet разъема ничего снаружи не присоединяем, одна пластмасса.

Вообще-то есть и с экраном
Навскидку - http://ru.rsdelivers.com/product/bel-stewa...le/2904780.aspx

[ViKo]

Вообще-то есть и с экраном

Посмотрел. И кабели экранированные нашел. Ну, что ж - получается, экран сетевого кабеля соединится с землями компьютеров (приборов), а сами сигналы будут изолированными. Т.е. изоляция в самом кабеле должна выдерживать те самые вольты, о которых идет речь. Что, в-общем-то, естественно.
Если мы соединим два компа и по экранированному Ethernet и по USB, то они будут под одним потенциалом, и из-за кабеля USB, и из-за экрана сетевого кабеля. Но сами сетевые сигналы по-прежнему будут изолированы. Если же соединим неэкранированным сетевым кабелем, будет, как всегда было.

[Victor®]

Посмотрел. И кабели экранированные нашел. Ну, что ж - получается, экран сетевого кабеля соединится с землями компьютеров (приборов), а сами сигналы будут изолированными. Т.е. изоляция в самом кабеле должна выдерживать те самые вольты, о которых идет речь. Что, в-общем-то, естественно.
Если мы соединим два компа и по экранированному Ethernet и по USB, то они будут под одним потенциалом, и из-за кабеля USB, и из-за экрана сетевого кабеля. Но сами сетевые сигналы по-прежнему будут изолированы. Если же соединим неэкранированным сетевым кабелем, будет, как всегда было.

Решил для себя, что феррит на USB есть зло в моем случае.
Будет конденсатор стоять.
Не хочу иметь землю платы на корпусе.

[AlexandrY]

Решил для себя, что феррит на USB есть зло в моем случае.
Будет конденсатор стоять.
Не хочу иметь землю платы на корпусе.

Хм, это самоубийство.

[Victor®]

Хм, это самоубийство.

Объясните
Корпус коннектора USB будет соединен с корпусом прибора, НО не с землей платы.

[Mikle Klinkovsky]

Если же соединим неэкранированным сетевым кабелем, будет, как всегда было.

Т.е. под одним потенциалом. (заземление ещё никто не отменял)

[ViKo]

Не хочу иметь землю платы на корпусе.

Так она, наверное, всё равно там будет. Через винты крепления платы к корпусу, или в источнике питания земля сядет на корпус.

Т.е. под одним потенциалом. (заземление ещё никто не отменял)

Заземление заземлению рознь. Если они далеко друг от друга.

[Mikle Klinkovsky]

Заземление заземлению рознь. Если они далеко друг от друга.

Надо проектировать систему так, что бы уравновешивающий ток не влиял на сигналы в сигнальных проводах...
Трансформаторы в ethernet'е не с потолка поставили...

ТС ещё не раскрыл секрета какое питание и изоляция будут у его прибора.
Но раз у него корпус металлический и если предположить, что питаться прибор будет от 220В, то заземление ОБЯЗАТЕЛЬНО!

[Ant_m]

Если корпус металлический, то правильнее всего будет посадить землю Ethernet на корпус прибора (и заземление). А USB изолировать от металлического корпуса - у него своя земля - платы.
Эти интерфейсы имеют разное применение с точки зрения электробезопасности:
USB на 15м, нет гальваноразвязки. Отсутствие гальваноразвязки и короткие расстояния подразумевает что потенциал между землями 2-х устройств близки к 0.

Ethernet допускает 150м, при таких расстояниях земли у 2-х устройств могут иметь разный потенциал, со всеми вытекающим последствиями. Поэтому гальваноразвязка обязательна. Заземление тоже, потому что, неизвестно что прилетит по кабелю 150м, протянутому черт знает где и как.

В телекоме, например, специально выделено 2 земли:
LOGIC - сигнальная земля, относительно которой передаются сигналы.
SHELF - стоечная земля, корпусная, именно она и заземляется.

Ну так вот: USB должен висеть на LOGIC, а Ethernet, гальваноразвязанной частью, на SHELF земле.

[ViKo]

А USB изолировать от металлического корпуса - у него своя земля - платы.
Ну так вот: USB должен висеть на LOGIC

Не понял, почему (зачем)?
Соединить корпус разъема с корпусом прибора, а контакт земли в разъеме с землей платы. Не вижу причин делать иначе.

[Ant_m]

Не понял, почему (зачем)?
Соединить корпус разъема с корпусом прибора, а контакт земли в разъеме с землей платы. Не вижу причин делать иначе.

Ваше право. Но тогда получите не гальванически развязанный Ethernet. (Если помните, то ТС спрашивал как соместить USB c Ethernet).

[ViKo]

Ваше право. Но тогда получите не гальванически развязанный Ethernet. (Если помните, то ТС спрашивал как соместить USB c Ethernet).

Так корпус прибора хотя бы через вилку сетевую заземлится. По-вашему, значит, каюк гальванической развязке Ethernet. Хотя сигнальные цепи Ethernet так и останутся гальванически развязаны.

[Ant_m]

Хотя сигнальные цепи Ethernet так и останутся гальванически развязаны.

Да, но IEEE802.3 требует развязки всех цепей включая землю! Если вы этого не выполняете - у вас свой Ethernet, не совместимый с требования стандарта.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[halfdoom]

1) Обычно корпус RJ-45 Ethernet коннектора
соединяют с землей на плате через высоковольтный конденсатор 1-2 nF и паралельно ему резистор
порядка 1 MOhm.

Это соединение задействуется только в случае использования экранированного ethernet кабеля. Для такого типа сигналов экран должен быть заземлен с двух сторон, иначе останется только электростатическое экранирование. Однако соединять экран с шасси или землей прибора непосредственно нельзя, т.к. потенциалы земли на расстоянии 150м могут отличатся весьма значительно. Поэтому используют конденсатор для связи по переменному току и параллельно ему высокоомный резистор утечки.

В случае USB все остается в силе, только надобность в конденсаторе отпадает, по причине малых расстояний по земляной шине. Хотя никто не мешает использовать схему аналогичную ethernet, в некоторых ситуациях она может быть излишней, т.к. имеется еще сигнальный земляной провод.

В обоих случаях важно обеспечить подключение экранов в самой "тихой" земляной точке, иначе потери денег на EMC тестах гарантированы.

[ViKo]

Да, но IEEE802.3 требует развязки всех цепей включая землю! Если вы этого не выполняете - у вас свой Ethernet, не совместимый с требования стандарта.

Я так понимаю первую картинку - между сигналами, используемыми внутри устройства (DTE), включая землю устройства, и всеми выводами разъема (MDI) должна быть гальваническая развязка. Что совпадает с картинкой из первой pdf-ки, и т.д.

[Guest_@Ark_*]

Как все-таки правильно разобраться с этими заземлениями?
Как грамотно сделать, чтобы всем было хорошо

Я думаю, что нужно всегда придерживаться одного, очень простого, принципа - все внешнее, что подключается к Вашему прибору, должно иметь от него полную гальваническую развязку. Особенно, когда этот прибор - Ваш персональный компьютер. Это относиться как к сигнальным цепям и землям, так и к экрану в равной степени. Экран кабеля может подключаться к чему-либо только с одной стороны. И ни каких "выравнивающих" конденсаторов или резисторов между гальванически развязанными цепями! Если хотите все заземлить (при условии, что есть куда заземлять), то заземляйте все по отдельности - на настоящуюю землю, а не на землю соседнего прибора. Все это в равной мере относится и к Ethernet, и к USB, и ко всему остальному.
Исключение может быть сделано только для устройств, которые кроме как к вашему компьютеру (или другому прибору) гарантированно больше ни куда не подключены, находятся в непосредственной близости от него (на одном столе), а для питания используют адаптер, гальванически развязанный от сети 220В. Для них еще можно допустить общую землю с компьютером, общий экран, и отсутствие гальванической развязки.
Опыт работы, в частности, с силовой аппаратурой (выгоревшие USB-порты или компьютеры целиком) убеждают меня в неэффективности других подходов к этой проблеме. Впрочем, и свой подход я ни кому не навязываю.

... Однако соединять экран с шасси или землей прибора непосредственно нельзя, т.к. потенциалы земли на расстоянии 150м могут отличатся весьма значительно. Поэтому используют конденсатор для связи по переменному току и параллельно ему высокоомный резистор утечки.

Не факт, что земля прибора соединена с настоящим заземлением. Например, если это ноутбук с автономным питанием. В итоге, получите не выравнивание потенциалов на экране кабеля, а неизвестный потенциал на земле вашего прибора, пришедший с экрана через ваши конденсаторы связи и высокоомные резисторы утечки. Возьметесь за корпус/землю прибора и получите удар током...

Сообщение отредактировал @Ark - Sep 27 2011, 14:09

[Victor®]

Если корпус металлический, то правильнее всего будет посадить землю Ethernet на корпус прибора (и заземление). А USB изолировать от металлического корпуса - у него своя земля - платы.
Эти интерфейсы имеют разное применение с точки зрения электробезопасности:
USB на 15м, нет гальваноразвязки. Отсутствие гальваноразвязки и короткие расстояния подразумевает что потенциал между землями 2-х устройств близки к 0.

Ethernet допускает 150м, при таких расстояниях земли у 2-х устройств могут иметь разный потенциал, со всеми вытекающим последствиями. Поэтому гальваноразвязка обязательна. Заземление тоже, потому что, неизвестно что прилетит по кабелю 150м, протянутому черт знает где и как.

В телекоме, например, специально выделено 2 земли:
LOGIC - сигнальная земля, относительно которой передаются сигналы.
SHELF - стоечная земля, корпусная, именно она и заземляется.

Ну так вот: USB должен висеть на LOGIC, а Ethernet, гальваноразвязанной частью, на SHELF земле.

Абсолютно согласен.
Аппаратура телекомовская, 220 нет и в помине.
Вот только проблема как этот коннектор заизолировать от корпуса.
Они как назло, все с железякой.

[cioma]

Так может задачу по-подробнее опишете, можно со структурной схемкой?
Ведь совершенно универсальных решений нет, особенно если Вам кроме гальваноизоляции нужно еще и об EMC позаботиться, и об ESD.

[vitan]

Вот только проблема как этот коннектор заизолировать от корпуса.

Ну а если поставить и феррит, и конденсатор (последовательно)? Посмотреть АЧХ перед этим, чтобы не было сюрпризов. И на корпус его!

[Mikle Klinkovsky]

6.8 USB Grounding
The shield must be terminated to the connector plug for completed assemblies. The shield and chassis are
bonded together. The user selected grounding scheme for USB devices, and cables must be consistent with
accepted industry practices and regulatory agency standards for safety and EMI/ESD/RFI.

[MaxPIC]

Насколько я всегда себе представлял, ситуация сводится к следующему:
1. Ethernet - необходимо ставить конденсатор и резистор, номиналом примерно в волновое сопротивление высокочастотных проводов кабеля. Есть рекомендации, то ли в Говарде Джонсе, то ли у Генри Отта, не помню точно, что при передаче высокочастотного сигнала по экранированному кабелю необходимо выполнять заземление по переменному току с двух сторон. В случае большой длины кабеля, во избежание постоянных токов по экрану при разности потенциалов земель приборов (а она также регламентирована, по-моему, даже в ПУЭ), необходимо использовать конденсатор, являющийся шунтом для переменного тока.
Теперь, что касается резистора в 1 МОм, его ставят для стекания статического заряда с экрана кабеля, что особенно важно при изгибе кабеля, так как происходит процесс трения между экраном и внешним диэлектриком.
По поводу соединения корпуса разъёма Ethernet с корпусом прибора - не знаю, но скорее всего лучше обеспечить изоляцию.
2. USB - земли устройств объединены внутри самого кабеля и посредством экрана. Но, во-первых, экран выполняет роль защитную. При соединении устройств происходит выравнивание потенциалов земель. Процесс выравнивания должен происходить до того, как соединятся питание и сигнальная земля внутри кабеля. Во избежание броска тока, создающего помехи и способного привести к выходу их строя оборудования (бросок тока же пройдёт не только по корпусу на землю, но и по земле печатной платы), ставят токоограничивающий элемент - индуктивность, она же ферритовая бусинка, которая по постоянному току является всего лишь низкоомным резистором. Вторая функция бусинки - подавление высокочастотных токов, возникающих при работе устройства, которые могли бы течь по экрану.
Корпус USB разъёма должен быть соединён с корпусом устройства, который должен быть заземлён.

В итоге: для Etherne: резистор + конденсатор и параллельно высокомный резистор и отсутствие соединения с корпусом
для USB: ферритовая бусинка и соединение с корпусом
Заметьте, в случае, если Вы соедините корпуса Ethernet и USB, у Вас получится контур с резонансом токов, но с крайне низкой добротностью по причине наличия последовательного резистора с конденсатором.

[halfdoom]

а неизвестный потенциал на земле вашего прибора, пришедший с экрана через ваши конденсаторы связи и высокоомные резисторы утечки. Возьметесь за корпус/землю прибора и получите удар током...

Не стоит утрировать. В описанном вами случае гораздо более сильный удар током вы получите только взявшись за RJ-45 коннектор, еще никуда его не подключив. Если невозможно гарантировать потенциал экрана кабеля, то используется кабель без экрана со всеми вытекающими ограничениями. Все правила заземления необходимо соблюдать, иначе и до сумы недалеко.

[Guest_@Ark_*]

1. Ethernet - необходимо ставить конденсатор и резистор, номиналом примерно в волновое сопротивление высокочастотных проводов кабеля. Есть рекомендации, то ли в Говарде Джонсе, то ли у Генри Отта, не помню точно, что при передаче высокочастотного сигнала по экранированному кабелю необходимо выполнять заземление по переменному току с двух сторон. В случае большой длины кабеля, во избежание постоянных токов по экрану при разности потенциалов земель приборов (а она также регламентирована, по-моему, даже в ПУЭ), необходимо использовать конденсатор, являющийся шунтом для переменного тока.
Теперь, что касается резистора в 1 МОм, его ставят для стекания статического заряда с экрана кабеля, что особенно важно при изгибе кабеля, так как происходит процесс трения между экраном и внешним диэлектриком.

Упущен один принципиальный момент - как организовано заземление экрана кабеля? Если кабель имеет самостоятельное заземление, независимое от подключаемого устройства - то ни каких возражений нет. Если же для этого используется заземление подключаемого устройства (которого может и не быть), то легко можете получить ситуацию, которую я описал выше...

По поводу соединения корпуса разъёма Ethernet с корпусом прибора - не знаю, но скорее всего лучше обеспечить изоляцию.

Если он подключается к экрану кабеля, то должен быть изолирован от всего остального в устройстве, в том числе корпуса, по изложенным причинам.

2. USB - земли устройств объединены внутри самого кабеля и посредством экрана. Но, во-первых, экран выполняет роль защитную. При соединении устройств происходит выравнивание потенциалов земель. Процесс выравнивания должен происходить до того, как соединятся питание и сигнальная земля внутри кабеля. Во избежание броска тока, создающего помехи и способного привести к выходу их строя оборудования (бросок тока же пройдёт не только по корпусу на землю, но и по земле печатной платы), ставят токоограничивающий элемент - индуктивность, она же ферритовая бусинка, которая по постоянному току является всего лишь низкоомным резистором. Вторая функция бусинки - подавление высокочастотных токов, возникающих при работе устройства, которые могли бы течь по экрану. Корпус USB разъёма должен быть соединён с корпусом устройства, который должен быть заземлён.

Все это работает, только при одном условии - подключаемое USB-устройство гарантированно не имеет каких-либо других электрических подключений, или гальванически развязано от них. О чем также писал. Иначе вместо выравнивания потенциалов при включении, можете получить выгорание одного из соединяемых устройств, либо обоих сразу.

... Все правила заземления необходимо соблюдать, иначе и до сумы недалеко.

Так, кто бы возражал против этого... Однако, приходится учитывать существующие реалии и наихудший расклад...


Сообщение отредактировал @Ark - Sep 28 2011, 05:57

[Ant_m]

Я бы определился с приоритетами интерфейсов, поскольку ТС говорит что это телеком, то делаю предположение:
Ethernet - основной канал приема-передачи информации.
USB - вспомогательный, типа мониторинга, обновления прошивки и т.п.

Т.е если 802.3, не работоспособен, то устройство не выполняет свою главную функцию - прием-передачу информации по основному каналу связи. А вот если отвалился USB то это важно конечно, но не критично - устройство работает, только нет статистики или возможности обновить прошивку.

При таком раскладе главное обеспечить правильное функционирование 802.3 а не USB. Значит надо сделать так чтобы 802.3 гарантированно работал. На больших расстояниях правильность заземления и терминирования, думаю, будет играть большую роль...
Соответственно "правильностью" подключения USB нужно пожертвовать. Но никто не мешает сделать так, чтобы в случае необходимости, можно было восстановить цепи заземления USB в соответствии с требованиями(резистор, фильтр, ли что угодно - зависит от фантазии, на подключенный на корпус).

З.Ы в своих рассуждениях исходил что устройство это не 802.3 to USB переходник. Тогда как делать не знаю, наверное надо изолировать оба интерфейса.

[ViKo]

Во избежание броска тока, создающего помехи и способного привести к выходу их строя оборудования (бросок тока же пройдёт не только по корпусу на землю, но и по земле печатной платы), ставят токоограничивающий элемент - индуктивность, она же ферритовая бусинка, которая по постоянному току является всего лишь низкоомным резистором. Вторая функция бусинки - подавление высокочастотных токов, возникающих при работе устройства, которые могли бы течь по экрану.

Да какая там индуктивность - мелочь. Ограничивать скорость тока существенно не сможет. Вот второе - это правильно.

2 Victor®
По-моему, вы совершите ошибку, если изолируете корпус USB или корпус RJ45 от корпуса изделия.
Посмотрите вокруг - все стараются соединить земли, а не разъединить. Это неспроста.
P.S. обычно всё уже украдено разработано до нас - посмотрите на аналогичные изделия.

[MaxPIC]

Да какая там индуктивность - мелочь. Ограничивать скорость тока существенно не сможет. Вот второе - это правильно.

В AppNote'е от Micrel (http://www.micrel.com/_PDF/App-Notes/an-17.pdf) написано:
Ferrite beads are recommended in series with all power and ground connector pins.
Ferrite beads reduce EMI and limit the inrush current during hotattachment by attenuating high-frequency signals while dc current passes freely.
То есть не только для уменьшения EMI, но и от бросков пускового тока при подключении.

Упущен один принципиальный момент - как организовано заземление экрана кабеля? Если кабель имеет самостоятельное заземление, независимое от подключаемого устройства - то ни каких возражений нет. Если же для этого используется заземление подключаемого устройства (которого может и не быть), то легко можете получить ситуацию, которую я описал выше...

Честно говоря, не совсем понял, что Вы имеете в виду. Экран кабеля, предназначенного для передачи высокочастотных сигналов, должен быть по переменной составляющей заземлён с двух сторон. По поводу заземлений вообще - всё зависит от типа подключаемого оборудования. Например, в соответствии со стандартами электробезопасности, существует два класса устройств. Для устройств 1-ого класса наличие заземления ОБЯЗАТЕЛЬНО, для устройств 2-ог класса - НЕТ. Если Вы подключите экран кабеля напрямую от устройства, выполненного по 1-ому классу электробезопасности к устройству, выполненному по 2-ому классу, то Вы нарушите стандарт (незащищенная двойной или усиленной изоляцией земляная цепь придёт в устройство) и снизите класс устройства до 1-ого. Такое делать запрещено. Не знаю как в телекоме, но предполагаю, что там устройства изготавливаются по 1-ому классу, поэтому заземление должно быть ОБЯЗАТЕЛЬНО.

Все это работает, только при одном условии - подключаемое USB-устройство гарантированно не имеет каких-либо других электрических подключений, или гальванически развязано от них. О чем также писал. Иначе вместо выравнивания потенциалов при включении, можете получить выгорание одного из соединяемых устройств, либо обоих сразу.

Не совсем с Вами согласен по описанным выше причинам. Устройства выполненные по 1-ому классу, все имеют заземление и проблем здесь быть не должно. То что Вы писали о применении в силовых приложениях, там надо смотреть отдельно величину токов утечки, сопротивление заземления, сечение земляного провода по отношению к сечению питающих проводов и прочее. Несоблюдение хотя бы одного из этих норм автоматически приведёт к повышенной или 100% вероятности выхода устройства из строя.

[bookevg]

1) Обычно корпус RJ-45 Ethernet коннектора
соединяют с землей на плате через высоковольтный конденсатор 1-2 nF и паралельно ему резистор
порядка 1 MOhm.
2) Обычно корпус USB коннектора соединяют с землей на плате через дроссель (ferrite bead)
Мне кажется, что это абсолютно разные и взаимоисключающие подходы. Объясните на пальцах, почему так?

Вопрос решается проще - чем разведена демагогия на пару страниц.
Во первых, определяемся с областью применения разрабатываемого Вами технического средства (ТС).
Далее находим на класс, к которому относится ТС, необходимый ГОСТ.
Для примера, пусть наше ТС относится к классу НКУ.
Согласно требования ГОСТа для НКУ:
линии связи можно отнести к цепям, которые не связаны с главными цепями.
Если рабочее напряжение меньше 12В, то данные цепи д.иметь напряжение диэлектрической прочности ~250В.
Т.о. линии как Ethernet, так и линии USB д.обеспечивать работы при падении на них ~250В.
Отсюда следует, что нельзя соединять корпус разъема (как Ethernet-а, так и USB) с линиями канала связи, поэтому их надо соединять через емкость, но для этого надо найти общую точку канала связи:
для Ethernet - это точка симметрирования
для USB - это или GND или 5В
По данной идеологии строятся элементы защиты, которые способны выдерживать мкс помехи до 8кВ и 5кА
В моем случае - 2кА, пока нет прибора на 5кА.
Многие элементы защиты не выполняют требования ГОСТ по НКУ - пример, элемент грозозащиты канала связи RS485 Феникс контакт - если и выполняет, то необходимо применение внешнего конденсатора.
Наверное, сам бы занимался демагогией, если вот не пришлось делать НИОКР по разработке системы управления с точки зрения помехоустойчивости и соответствия ГОСТ-ам - до этого много не знал, особенно про нс помехи.

[MaxPIC]

Далее находим на класс, к которому относится ТС, необходимый ГОСТ.

Извините, но тот же USB не по ГОСТ сделан. На него свои стандраты есть и своя спецификация, которая, как уже отмечалось ранее Mikle Klinkovsky
требует соединения корпуса разъёма с корпусом прибора,

The shield must be terminated to the connector plug for completed assemblies. The shield and chassis are
bonded together. The user selected grounding scheme for USB devices, and cables must be consistent with
accepted industry practices and regulatory agency standards for safety and EMI/ESD/RFI.

поэтому Ваше предложение

Отсюда следует, что нельзя соединять корпус разъема (как Ethernet-а, так и USB) с линиями канала связи, поэтому их надо соединять через емкость, но для этого надо найти общую точку канала связи:
для Ethernet - это точка симметрирования
для USB - это или GND или 5В

не совсем корректно. И, заметьте, там (в USB) нет никаких емкостей.

P.S. А если посмотреть на материнскую плату компьютера, то там как раз корпус разъёма USB соединён с общим корпусом системного блока.

[ViKo]

Вопрос решается проще - чем разведена демагогия на пару страниц.
Если рабочее напряжение меньше 12В, то данные цепи д.иметь напряжение диэлектрической прочности ~250В.
Т.о. линии как Ethernet, так и линии USB д.обеспечивать работы при падении на них ~250В.

Я не уверен, что понятия диэлектрической прочности и обеспечение работоспособности - это одно и то же.
А номер ГОСТ какой? Почитать бы.

[Mikle Klinkovsky]

Извините, но тот же USB не по ГОСТ сделан. На него свои стандраты есть и своя спецификация, которая, как уже отмечалось ранее Mikle Klinkovsky
требует соединения корпуса разъёма с корпусом прибора,

Во первых, соединение корпуса разъёма с корпусом прибора совершенно не означает что сигнальную землю надо содить на корпус.
Во вторых как я цитировал:

The user selected grounding scheme for USB devices, and cables must be consistent with
accepted regulatory agency standards for safety and EMI/ESD/RFI.

У нас это Ростест и ГОСТы.

А номер ГОСТ какой? Почитать бы.

Можно начать с этого:
ГОСТ 27570.0-87 Безопасность бытовых и аналогичных электрических приборов. Общие требования и методы испытаний.

[halfdoom]

не совсем корректно. И, заметьте, там (в USB) нет никаких емкостей.
P.S. А если посмотреть на материнскую плату компьютера, то там как раз корпус разъёма USB соединён с общим корпусом системного блока.

Наличие или отсутствие емкостной развязки для USB определяется ТУ. В персональных компьютерах она, в большинстве случаев, не нужна.

[MaxPIC]

Наличие или отсутствие емкостной развязки для USB определяется ТУ. В персональных компьютерах она, в большинстве случаев, не нужна.

ТУ - это описательный документ, а вот стандарты и стандартные методики испытаний - да, они могут определять. Если Вам известен номер стандарта в соответствии с которым необходима емкостная развязка для USB, прошу его огласить.

[bookevg]

Итог таков: корпус разъема сажаете на корпус, а вот сигнальные линии нет.
Причем тут емкостная развязка?
Есть требования к значению испытательного напряжения, которое ТС д.выдерживать относительно корпуса или относительно разных линий.
Конденсатор позволяет задать четкий уровень емкости, который бы не зависил от топологии печатной платы, и позволил разработчику выполнить требования по безопасности и помехоустойчивости.

[halfdoom]

ТУ - это описательный документ, а вот стандарты и стандартные методики испытаний - да, они могут определять.

Я не зря написал про ТУ. Если требуется уравнивание потенциалов земли через линию GND, не через экран, то ставится конденсатор и дополнительно решаются вопросы прохождения тестов на ESD (которые требуются далеко не всегда).

[polyakovav]

Из печального практического опыта следует, что заземлять USB ОБЯЗАТЕЛЬНО. Пользователи почему-то регулярно игнорируют рекомендации в РЭ о заземлении аппаратуры в результате взрываются контроллеры и симметрирующие дроссели.
Ethernet более живучий - с ним таких проблем не было.

[bookevg]

Из печального практического опыта следует, что заземлять USB ОБЯЗАТЕЛЬНО.

Что Вы понимаете под термином заземлять USB ОБЯЗАТЕЛЬНО?
Корпус разъема? Или GND USB?
Если последнее, то просто плохо разработали свое изделие, поэтому все и взрывается.

[Verifi]

Из печального практического опыта следует, что заземлять USB ОБЯЗАТЕЛЬНО. Пользователи почему-то регулярно игнорируют рекомендации в РЭ о заземлении аппаратуры в результате взрываются контроллеры и симметрирующие дроссели.
Ethernet более живучий - с ним таких проблем не было.

Как раз потому что net изолированный трансформатором.
Для взрывных пользователей или сложных случаев заземления типа *ГОСТ* и пр.делайте гальваноразвязку usb,например на ADuM1460

[Guest_@Ark_*]

Что Вы понимаете под термином заземлять USB ОБЯЗАТЕЛЬНО?
Корпус разъема? Или GND USB? Если последнее, то просто плохо разработали свое изделие, поэтому все и взрывается.

В персональных компьютерах и корпус разъема, и сигнальная земля USB соединены с общей землей. Аналогичная ситуация была и c COM-портами (RS232) - сигнальная земля и экран - все замкнуто на корпус. Это что - все плохо разработанные изделия по Вашему? Даже если и так - с ними приходится работать повсеместно.
Что касается заземления, то в ПК, например, оно огранизовано через розетку питания 220В. И не факт, что оно там (в розетке) имеется. А если это ноутбук, работающий в автономном режиме от батарей, то заземления нет точно. И некуда его подключить - не предусмотрено конструкцией. И что теперь?
Можно сколько угодно писать крупными буквами, что ЗАЗЕМЛЕНИЕ ОБЯЗАТЕЛЬНО. Но если его физически нет в помещении, и не предвидится - пользователь будет работать без него. И разработчик просто обязан предусмотреть и такую ситуацию.

...Ethernet более живучий - с ним таких проблем не было.

Потому, что он гальванически развязан. Этим все и объясняется.

...То что Вы писали о применении в силовых приложениях, там надо смотреть отдельно величину токов утечки, сопротивление заземления, сечение земляного провода по отношению к сечению питающих проводов и прочее. Несоблюдение хотя бы одного из этих норм автоматически приведёт к повышенной или 100% вероятности выхода устройства из строя.

Даже соблюдение всех этих норм не гарантирует, что устройство не выдет из строя по каким-либо причинам. Это вообще невозможно гарантировать. Соблюдение норм гарантирует только безопасность устройства для пользователя, как при исправной работе, так и в аварийных ситуациях. Что совершенно недостаточно. Сохранность и, тем более, работоспособность подключенного оборудования в случае аварии они гарантировать не могут. Требования к безопасности / помехоустойчивости и требования к "живучести" системы, сохранение работоспособности в аварийных ситуациях и минимизация ущерба от последних - это совершенно разные вещи. Более или менее надежные гарантии, в этом случае, дает только полная гальваническая развязка интерфейсов.

Сообщение отредактировал @Ark - Oct 6 2011, 17:58

[НЕХ]

...однажды заряд статического электричества, образующийся при перемотке плёнки, угодил в езернет.
ему нестрашны трансформаторы изоляции - молния, сантиметров 5.
любопытно, кто на скорости 10Мбит устройство ещё жило.
с тех пор резисторы в 75 Ом на входе замыкаю, чтоб не испарялись !

[bookevg]

с тех пор резисторы в 75 Ом на входе замыкаю, чтоб не испарялись !

Насчет их ты прав. Они просто выгорают при 2кА. Поэтому их или как ты говорил надо замыкать или защищать как и всю линию - мы так и сделали устройство - защищает целиком все 4-пары Ethernet и ему не страшны 2кА

В персональных компьютерах и корпус разъема, и сигнальная земля USB соединены с общей землей.

Ну и что. Вы разрабатываете свое изделие, так вот его и делайте правильно в соответствии с требованиями и нормами (ГОСТы, РД и РУ). Поэтому меня всегда вводит недоумение фраза, но ведь на компьютерах сделано так и так, а они по большей части являются бытовыми приборами. И из-за того, что так делают, обычно и зависают различные конвертеры USB-RS485(RS232) при испытаниях на 4кВ наносек.помехами, а вот Ethernet не всегда

[pagane]

Ответ ЕЛЕМЕНТАРНОЙ!!!

Надо правильно читать документация!!!!

1. Все USB устройства должни питатся от один и той же разем! Не расуждать, а выполнять!!!

2. Ethernet использует 2 типа кабелей UTP и STP :
2.1. STP (кабель с екраном) можно использовать ТОЛьКО в 3-проводной сети с развязку по нуля и земля!!!
2.2 UTP (кабель без екраном) для все остальние применения. (Прямо говоря весь евро-азиатский континент)

3. Конденсатор в Ethernet платах работает как разрядник (посмотрите на марковские платы - на корпус сделан срез)

4. Дросель в USB работает до включения конектора - потом он закорочен))))) - смисл от него - снижение помех при включения и отключения USB.

Все другое по теме имеет смисла только в разговоре с пожарника после "обучения на своей спине"(((((((

Сообщение отредактировал pagane - Nov 29 2011, 11:28

[cioma]

А ссылки на источники цитат можно?

[owl]

На просторах интернета наткнулся на статью по приведенной выше проблеме.(Объединение земель для ЮСБ)
http://uk.farnell.com/images/en/ede/pdf/usb_dev_mistake.pdf - страница 7.
Если ссылка уже была - просьба сильно не пинать)))).
Думаю, что проблема до сих пор актуальна для многих здесь присутствующих.

[Guest_@Ark_*]

...

Сообщение отредактировал @Ark - Nov 23 2012, 18:18

[Ariel]

[/quote]

2.1. STP (кабель с екраном) можно использовать ТОЛьКО в 3-проводной сети с развязку по нуля и земля!!!
2.2 UTP (кабель без екраном) для все остальние применения.

правильно

Дросель в USB работает до включения конектора - потом он закорочен))))) - смисл от него - снижение помех при включения и отключения USB.

неправильно. Этот дроссель нужен для того, чтобы не пропустить на корпус прибора и в металлическую оплетку кабеля USB шум сигнальной GND. В то же время по постоянному току указанная оплетка должна быть соединена с GND.

Конденсатор, зашунтированный высокоомным резистором, применяется из соображений ESD, он обеспечивает возвратный ток для высоковольтных ESD импульсов.
Оба USB и RJ45 коннекторы соединяются с металлическим корпусом прибора, для чего на некоторых из них специально делают "усики" для лучшего контакта с металлом.