Куда землю кабеля в USB Device? Опции

[Allregia]

Джентельмены, куда правильно со стороны девайса зажать землю кабеля (корпус разъема)?1) Одни сажают на общий напрямую2) Другие рекомендуют сажать, но через бусину.3) А другие - через параллельную RC цепочку 1МОм+10нФ.

п.2 и п.3 получается взаимо противоположные - в п.2 закоротка на НЧ и почти разрыв на СВЧ, в п.3 - наоборот, закоротка на ВЧ и почти разрыв на НЧ.
Так как правильно?

[Herz]

А что представляет собой девайс? У него есть металлический корпус?

[dinam]

Не раз уже обсуждалось, например, вот

[Allregia]

А что представляет собой девайс? У него есть металлический корпус?

А какая разница? Допустим в обоих случаях.

Не раз уже обсуждалось, например, вот

Там вроде как так и не пришли к единогласному мнению.

[dinam]

Лично я цепляю экран разъёма напрямую с GND. Нареканий нет на скоростях до 45 Мбайт/сек на пятиметровых кабелях. Проверял и на кабеле 9 м, тоже всё нормально, хотя и не по стандарту.

[Allregia]

Интересует не только скорость. На нее подключение экрана вряд ли вообще влияет.
Больше ЕМС интересно, но померять пока нечем, да и не совсем понятно где его мерять.
Косвенными методами разница видна, причем на Self Powered Device лучше когда соединено накоротко (через бусину - разницы не увидели), а на Bus Powered Device - лучше когда через RC.
Но это было для двух конкретных девайсов, не факт что для других будет аналогично. Да и разница была весьма мала.

Вот и интернесно, как все-же правильнее?

[dinam]

ЕМС меня вообще не интересует . Меня больше волнует надежная работа когда в одном кабель-канале проложены кабели для 2-4 шаговых двигателей и для 2-4 USB видеокамер. А тут скорость передаваемых данных выходит на первый план(чем меньше поток, тем стабильнее работает устройство).

[AlexandrY]

Вот и интернесно, как все-же правильнее?

Очевидно только одно.
Если экран кабеля оторвать или соединить через резистор не меньше 100 Ом и навесить ферритовых гасителей, то сертификацию на электромагнитное излучение пройдет на ура.
Но когда начнут тестировать на ESD электрошокерами, то будет сбоить процессор и сертификация не пройдет по причине функциональных отказов.

Короче, я не видел еще дивайсов, которые в силовых схемах мощностью более 100Вт надежно абсолютно без сбоев работали по USB.
Даже пром.частотники брендов с гальваноизоляцией, многослойками и проч. наворотами теряют коннект по USB с полоборота.

[@Ark]

Джентельмены, куда правильно со стороны девайса зажать землю кабеля (корпус разъема)?1) Одни сажают на общий напрямую2) Другие рекомендуют сажать, но через бусину.3) А другие - через параллельную RC цепочку 1МОм+10нФ.
... Так как правильно?

1)Будем исходить из того, что со стороны USB-хоста (например, USB-разъем ПК) корпус разъема и, соответственно, экран кабеля всегда напрямую соединены с сигнальной землей USB. В подавляющем большинстве случае это так. Другие варианты, может и существуют, но мне как-то не встречались.

2)Длина USB-кабеля ограничена расстоянием 3-5 метров. Более длинные, за пределами рекомендованных стандартом - не рассматриваем. USB - это все-таки "настольный" интерфейс.

3)Все устройства, подключаемые к USB, можно разделить на два вида:

- Устройство не имеет других внешних подключений, кроме USB. Имеет автономный источник питания, или питается напрямую от USB. Примеры: флешки, мышки, телефоны и прочие гаджеты.
Для таких устройств корпус USB-разъема и, соответственно, экран кабеля нужно соединять напрямую с сигнальной землей устройства. Она же, как правило, общая земля устройства и его экран (если он есть). Если корпус устройства металлический, но с общей землей не соединен напрямую, то нужно изолировать корпус USB-разъема от корпуса устройства.

- Устройство имеет другие внешние подключения, кроме USB. Например, к другим устройствам, к длинным линиям, и пр. Либо, имеет внешнее питание - от сети, непосредственно, или от другого устройства (внешнего источника).
Для таких устройств соединение выполняется полностью аналогично предыдущему варианту. Однако, USB-интерфейс устройства и связанные с ним цепи (USB-часть устройства) должны быть полностью гальванически изолированы от остального устройства. Другими способами обеспечить относительно надежную работу USB-интерфейса не получится.

[Allregia]

Очевидно только одно.
Если экран кабеля оторвать или соединить через резистор не меньше 100 Ом и навесить ферритовых гасителей, то сертификацию на электромагнитное излучение пройдет на ура.

Сертификация интересует во вторую очередь, интересует реальный вред от ЕМС - в девайсах полно чуствительных аналоговых цепей с высоким импедансом, ловящие все что есть в округе.

Но когда начнут тестировать на ESD электрошокерами, то будет сбоить процессор и сертификация не пройдет по причине функциональных отказов.
Короче, я не видел еще дивайсов, которые в силовых схемах мощностью более 100Вт надежно абсолютно без сбоев работали по USB.
Даже пром.частотники брендов с гальваноизоляцией, многослойками и проч. наворотами теряют коннект по USB с полоборота.

Ну у меня не пром девайсы, и силовых схем рядом с ними нет. Сбоев в USB-контроллере от помех я не наблюдал.

3)Все устройства, подключаемые к USB, можно разделить на два вида:

- Устройство не имеет других внешних подключений, кроме USB. Имеет автономный источник питания, или питается напрямую от USB. Примеры: флешки, мышки, телефоны и прочие гаджеты.
Для таких устройств корпус USB-разъема и, соответственно, экран кабеля нужно соединять напрямую с сигнальной землей устройства. Она же, как правило, общая земля устройства и его экран (если он есть). Если корпус устройства металлический, но с общей землей не соединен напрямую, то нужно изолировать корпус USB-разъема от корпуса устройства.

- Устройство имеет другие внешние подключения, кроме USB. Например, к другим устройствам, к длинным линиям, и пр. Либо, имеет внешнее питание - от сети, непосредственно, или от другого устройства (внешнего источника).
Для таких устройств соединение выполняется полностью аналогично предыдущему варианту. Однако, USB-интерфейс устройства и связанные с ним цепи (USB-часть устройства) должны быть полностью гальванически изолированы от остального устройства. Другими способами обеспечить относительно надежную работу USB-интерфейса не получится.

У меня ко все USB-девайсам подключаются внешние утройства.
Но - в большинстве девайсов, USB-часть (вместе с контроллером) отделена от периферийной, куда подключаются внешние устройства, гальванической развязкой по цифре (в основном SPI),
Отвязанная часть питается или от того-же USB, через изолированный DC-DC, или от своего сетевого БП.
Но по измерениям, тех которые без развязки, лучше когда корпус соединен с землей, а где развязка есть - лучше с RC.

[@Ark]

У меня ко все USB-девайсам подключаются внешние утройства.
Но - в большинстве девайсов, USB-часть (вместе с контроллером) отделена от периферийной, куда подключаются внешние устройства, гальванической развязкой по цифре (в основном SPI),
Отвязанная часть питается или от того-же USB, через изолированный DC-DC, или от своего сетевого БП.
Но по измерениям, тех которые без развязки, лучше когда корпус соединен с землей, а где развязка есть - лучше с RC.

Вообще, чем меньше гальванически развязанная USB-часть устройства, и чем меньше различных паразитных с связей с основной частью устройства - тем лучше.
С этой точки зрения, включать в USB-часть устройств МК со встроенным USB-интерфейсом, а затем развязывать его многочисленные связи - не самое лучшее решение. Предпочтительнее развязать по линии разъем USB - интерфейс МК... Причем, лучше использовать не изоляцию самого USB (хотя можно и так), а преобразование в какой-либо более устойчивый цифровой интерфейс (например UART), который далее соединяется с МК через цифровой изолятор. По этим же соображениям, более предпочтительно питание изолированной USB-части, непосредственно, от USB, чем через изолированный DC-DC от другой части устройства, так меньше паразитных связей.
Впрочем, все это более актуально для силовых устройств. Для остальных, возможно, не так критично. Для силовых же, предпочтительнее, вообще, вынести USB-часть за пределы устройства. Использовать отдельные внешние изолированные преобразователи, например, USB-RS485. Тогда в самом устройстве остается только RS-485, и практически отпадают проблемы с помехозащищенностью и увеличением длины кабеля. Во многих случаях, другой достойной альтернативы подключения к USB, сопоставимой по надежности, просто не существует.

[AlexandrY]

Тогда в самом устройстве остается только RS-485, и практически отпадают проблемы с помехозащищенностью и увеличением длины кабеля. Во многих случаях, другой достойной альтернативы подключения к USB, сопоставимой по надежности, просто не существует.

Если не будете связывать емкостью или еще чем земли гальваноизолированных частей, то всю мощь потенциала электростатических разрядов должна будет принять на себя гальваноизоляция.
Я такой не видел чтоб 30 кВ кто-нибудь выдерживал.
Поэтому всякие RS485, оптоизоляторы и проч. ничем не помогут от ESD по земле, т.е. по оплетке кабеля если она соединена так чтобы защитить сигнальные цепи.

[@Ark]

Если не будете связывать емкостью или еще чем земли гальваноизолированных частей, то всю мощь потенциала электростатических разрядов должна будет принять на себя гальваноизоляция. Я такой не видел чтоб 30 кВ кто-нибудь выдерживал.

Гальванически развязанные земли и так связаны с настоящей землей многочисленными паразитами. Каждая по отдельности. Если их недостаточно, то можно заземлить их напрямую на настоящую землю. Каждую по отдельности. Тогда разность потенциалов в 30кВ между ними будет невозможна. Если, конечно, речь не идет о молнии, но от нее ничего не спасает (кроме оптики).

[AlexandrY]

Гальванически развязанные земли и так связаны с настоящей землей многочисленными паразитами. Каждая по отдельности. Если их недостаточно, то можно заземлить их напрямую на настоящую землю. Каждую по отдельности. Тогда разность потенциалов в 30кВ между ними будет невозможна. Если, конечно, речь не идет о молнии, но от нее ничего не спасает (кроме оптики).

Паразиты потому и паразиты что неисчислимы.
Поэтому на них полагаться нельзя.
Тогда приходим к выводу, что земли гальваноизолированных частей все равно связаны.
Итог - никакие адаптеры USB во что-то там другое не помогут.
Мое мнение - все такие вопросы по поводу куда, чего подключать надо переадресовывать к трассировке и больше ничему.
Но это если мы защищаемся.
Если же мы маскируемся или мало шумим, то все земли отрезать везде где можно.

[@Ark]

Тогда приходим к выводу, что земли гальваноизолированных частей все равно связаны.

Когда они связаны только через настоящую землю (оба заземлены), то это все равно что изолированы.
Так как потенциал настоящей земли вы не сдвинете ни чем...

Итог - никакие адаптеры USB во что-то там другое не помогут.

По факту, помогают. Например, при работе со всякими высоковольтными осцилляторами, которые используются в сварочниках для поджига дуги.
Без развязки - USB в таких устройствах вообще не живет. А через изолированный преобразователь - нормально работает...