Des bobines d'arrêt en mode commun sont-elles nécessaires sur USB?

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Je regardais le schéma du GumStix Palo 43 et j'ai remarqué qu'ils utilisaient une bobine d'arrêt en mode commun sur les lignes de données provenant de l'USB.

Je comprends comment cette conception peut aider à éliminer le bruit entrant sur les lignes USB, mais je me demande si c'est vraiment quelque chose que je devrais commencer à faire sur mes conceptions. La fiche technique du FT232R ne mentionne pas l'ajout de bobines d'étranglement en mode commun, et j'ai déjà utilisé cette puce sans en avoir une.

Alors, recommanderiez-vous de changer ma conception USB ou de la conserver telle quelle?

usb choke Kellenjb
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Très rarement, les fiches techniques ou même les notes d'application vous donnent toutes les informations nécessaires pour utiliser une pièce avec succès en ce qui concerne les émissions EMI et la génération de bruit dans le reste du système. Des exemples classiques qui ne devraient presque jamais être suivis sont qu'un seul capuchon de 0,1 uF est un découplage d'alimentation suffisant pour une broche d'alimentation et que vous devez avoir des plans de masse analogiques et numériques séparés (faire celui-ci surtout entraîne presque toujours des catastrophes EMI). Une autre astuce que vous avez trouvée est d'être libéral avec des perles de ferrite et des selfs en mode commun sur tout signal qui sort ou entre dans la carte.
Mark
De plus, quelle est la vitesse du port USB?
endolith
Le FT2232H est Hi-Speed, donc je prévois le "pire des cas" où l'ordinateur est également Hi-Speed.
Kellenjb
@Mark - Tout à fait pour moi en ce moment que vous avez cité des plans de sol analogiques et numériques séparés comme entraînant presque toujours des catastrophes EMI - c'est exactement ce que je traverse en ce moment. Les règles traditionnelles de la topologie "en étoile" ont été plus ou moins suivies, ramenant théoriquement les motifs analogiques et numériques séparément à un point central. Et j'ai un désastre EMI sur mes mains, soupir. OTOH, les motifs communs pourraient introduire du bruit numérique dans les trucs analogiques, ce que les motifs séparés sont censés éviter ... que faire?
@Mark, je ne serais pas d'accord sur le fait que les plans au sol séparés causent des problèmes si cela est fait correctement. Vous devriez pouvoir séparer une grande quantité de bruit afin que votre analogique ait un SNR plus élevé. Vous pouvez cependant faire cela très très mal, très facilement.
Kortuk

Réponses:

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Le signal USB n'est pas entièrement différentiel, ce n'est donc pas une bonne idée. (Le signal de fin de paquet (EOP) est les deux broches tirées vers le bas, ce qui, je pense, explique pourquoi il y a toujours du bruit à 1 kHz et des harmoniques dans les systèmes USB, car il envoie des signaux en mode commun toutes les 1 ms.)

  1. Une inductance de mode commun (CM) doit être utilisée pour terminer le bus USB haute vitesse s'ils doivent passer les tests EMI. Placez le starter CM aussi près que possible des broches du connecteur. Voir la section 5.1 pour plus de détails.

Remarque: les selfs en mode commun dégradent la qualité du signal, ils ne doivent donc être utilisés que si EMI est un problème connu.

Les selfs en mode commun déforment la qualité du signal à pleine vitesse et à haute vitesse. Le diagramme de l'œil ci-dessus montre une distorsion de la qualité du signal à pleine vitesse de la fin du paquet, mais toujours dans les spécifications. À mesure que l'impédance du mode commun augmente, cette distorsion augmente, vous devez donc tester les effets de la self de mode commun sur la qualité du signal à pleine vitesse et à haute vitesse.

Directives de conception de plate-forme USB haute vitesse

Remarque: un filtrage supplémentaire peut être obtenu en enroulant les 4 fils à travers le cordon de ferrite d'un tour supplémentaire. Comme pour l'utilisation de billes de ferrite dans les trajets de signaux, il convient de veiller à ce que la signalisation rencontre les temps de montée et de descente, en particulier la signalisation EOP. La signalisation EOP est asymétrique et peut être fortement affectée par une seule bille, qui agit comme un filtre en mode commun uniquement.

Directives de conception Intel EMI pour les composants USB

endolith
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+1 c'est aussi mon expérience. La self de mode commun dégradera le signal. Comme le mentionne pingswept, vous devez inclure l'empreinte de l'étrangleur (et la protection ESD aussi!); vous pouvez toujours ne pas remplir ces composants pendant l'assemblage s'ils ne sont pas nécessaires.
ajs410
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@ ajs410, je pense que l'ajout de l'empreinte et le non-remplissage augmentent les chances d'un besoin car vous garantissez presque une disparité supplémentaire à l'emplacement du pad.
Kortuk
Souhaitez-vous vraiment obtenir autant d'interférences électromagnétiques supplémentaires à partir d'un tampon qui n'a pas de masque de soudure, mais qui ne crée pas de talon sur la trace?
ajs410
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Oui. En fait, le principal problème et la raison pour laquelle vous avez besoin d'un étranglement en mode commun sont dus à la capacité d'un câble USB à rayonner. si le signal entre dans votre carte, entre en collision avec un décalage, le signal réfléchi traversera à nouveau le câble, rayonnant. chaque fois que vous avez un long fil, c'est quand vous voulez faire de votre mieux pour minimiser les reflets entrant dans la bobine. La raison pour laquelle vous ajoutez une inductance de mode commun est due à la grande quantité d'EM générée par les courants de mode commun par rapport au mode différentiel. Mais, même si une self de mode commun ne doit pas affecter le mode différentiel, il existe des imperfections.
Kortuk
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Il y a de fortes chances que le starter soit inclus sur la carte Gumstix car ils doivent passer les tests d'émissions FCC Titre 47 CFR Part 15 pour que les radiateurs non intentionnels vendent leur appareil.

Vous pourriez ne pas vous en soucier, mais si c'est pour un produit commercial, je pense qu'il est moins cher d'ajouter le starter maintenant et de le retirer si vous découvrez qu'il n'est pas nécessaire.

pingswept
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Si votre produit est "flottant" sur le câble USB, le starter en mode commun n'est probablement pas nécessaire.

Cependant, si votre appareil est connecté électriquement par tout autre chemin qui pourrait former une boucle vers l'origine de votre câble USB, vous aurez le potentiel de capter par induction ou de générer du bruit pouvant affecter les performances de votre produit ou d'un autre produit connecté. à elle. À ce stade, vous aurez besoin de l'étrangleur.

Constructeur de jouets
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Oui, je recommanderais d'utiliser un starter en mode commun. Cela aide avec EMI mais comme tout le monde l'a dit, vous aurez un signal dégradé. Si vous n'avez pas besoin de l'étrangleur, ajoutez simplement des fils de connexion.

Kellenjb
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