As bobinas de estrangulamento do modo comum são necessárias no USB?

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Eu estava examinando o esquema do GumStix Palo 43 e notei que eles usavam uma bobina de estrangulamento de modo comum nas linhas de dados provenientes do USB.

Entendo como esse design pode ajudar a remover o ruído que entra nas linhas USB, mas me pergunto se é realmente algo que devo começar a fazer nos meus designs. A folha de dados do FT232R não menciona a adição de bobinas de estrangulamento de modo comum, e eu usei esse chip antes sem um.

Então, você recomendaria que eu alterasse meu design USB ou o mantivesse como está?

usb choke Kellenjb
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Raramente, as planilhas de dados ou mesmo as notas de aplicação fornecem todas as informações para que você possa usar uma peça com sucesso em relação às emissões EMI e à geração de ruído no restante do sistema. Exemplos clássicos que dificilmente devem ser seguidos são que uma única tampa de 0,1uF é suficiente para desacoplar a fonte de alimentação de um pino de energia e que você deve ter planos de aterramento analógicos e digitais separados (isso geralmente resulta quase sempre em desastres EMI). Outra dica que você encontrou é ser liberal com contas de ferrite e o modo comum engasgar com qualquer sinal que saia ou entre na placa.
Mark
Além disso, qual a velocidade da porta USB?
endólito
O FT2232H é de alta velocidade, então eu planejaria o "pior caso" em que o computador também é de alta velocidade.
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@ Mark - Muito oportuno para mim agora que você citou planos de terra analógicos e digitais separados, como quase sempre resultando em desastres EMI - é exatamente isso que estou passando agora. As regras tradicionais de topologia em "estrela" foram mais ou menos seguidas, trazendo teoricamente as bases analógicas e digitais separadamente de volta ao ponto central. E eu tenho um desastre da EMI em minhas mãos, suspiro. OTOH, motivos comuns podem introduzir ruído digital nas coisas analógicas, que é o que os motivos separados devem evitar ... o que fazer?
@ Mark, eu não concordaria com os planos de terra separados que causam problemas se feitos corretamente. Você deve segregar uma grande quantidade de ruído para que o seu analógico tenha um SNR mais alto. No entanto, você pode fazer isso muito, muito errado, com muita facilidade.
Kortuk 04/04

Respostas:

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O sinal USB não é totalmente diferencial, portanto, não é uma ótima idéia. (O sinal de fim de pacote (EOP) é ​​ambos os pinos puxados para baixo, o que, acredito, é por isso que sempre há ruído a 1 kHz e harmônicos nos sistemas USB, pois está enviando sinais em modo comum a cada 1 ms.)

  1. Um bloqueador de modo comum (CM) deve ser usado para finalizar o barramento USB de alta velocidade, caso seja necessário passar no teste EMI. Coloque o bloqueador CM o mais próximo possível dos pinos do conector. Veja a Seção 5.1 para detalhes.

Nota: Os choques no modo comum degradam a qualidade do sinal, portanto, eles devem ser usados ​​apenas se EMI for um problema conhecido.

Os choques no modo comum distorcem a velocidade total e a qualidade do sinal de alta velocidade. O diagrama de olho acima mostra a distorção da qualidade do sinal em velocidade total do final do pacote, mas ainda dentro da especificação. À medida que a impedância do modo comum aumenta, essa distorção aumenta, portanto, você deve testar os efeitos do estrangulamento do modo comum na velocidade total e na qualidade do sinal de alta velocidade.

Diretrizes de design da plataforma USB de alta velocidade

Nota: a filtragem adicional pode ser obtida enrolando os 4 fios através do cordão de ferrite uma volta adicional. Assim como o uso de esferas de ferrite nos caminhos do sinal, deve-se tomar cuidado para garantir que a sinalização atenda aos tempos de subida e descida, especialmente a sinalização EOP. A sinalização de EOP é de extremidade única e pode ser fortemente afetada por um único cordão, que atua como um filtro apenas de modo comum.

Diretrizes de design da Intel EMI para componentes USB

endólito
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+1 também é a minha experiência. O estrangulamento do modo comum degradará o sinal. Como menciona pingswept, você deve incluir a pegada do afogador (e também a proteção contra ESD!); você sempre pode não preencher esses componentes durante a montagem, se eles não forem necessários.
precisa saber é o seguinte
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@ ajs410, acho que adicionar a pegada e não preencher aumenta a chance de uma necessidade, pois você quase garantirá uma incompatibilidade extra no local da almofada.
Kortuk
Você realmente obteria o EMI extra extra de um bloco que não possui máscara de solda, mas que, de outra forma, não faz rascunho no rastreamento?
precisa saber é
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sim. Na verdade, o principal problema e o motivo pelo qual você precisa de um afogador de modo comum se devem à capacidade de um cabo USB irradiar. se o sinal entrar na sua placa, colidir com uma incompatibilidade, o sinal refletido atravessará o cabo novamente, irradiando. sempre que você tiver um fio longo, é quando deseja fazer o melhor para minimizar os reflexos que entram na bobina. O motivo pelo qual você adiciona um afogador no modo comum é devido à grande quantidade de EM gerada pelas correntes no modo comum em comparação ao modo diferencial. Mas, mesmo que um estrangulamento de modo comum não afete o modo diferencial, existem imperfeições.
Kortuk
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Há uma boa chance de que o estrangulamento seja incluído na placa Gumstix porque eles precisam passar na FCC título 47 do CFR da parte 15 teste de emissões do para radiadores não intencionais venderem seu dispositivo.

Você pode não se importar com isso, mas se for para um produto comercial, acho mais barato adicionar o estrangulador agora e removê-lo se descobrir que não é necessário.

pingswept
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Se o seu produto estiver "flutuando" no cabo USB, o bloqueador do modo comum provavelmente não será necessário.

No entanto, se o dispositivo estiver conectado eletricamente por outros caminhos que possam formar um loop de volta ao local de origem do cabo USB, você poderá captar ou gerar indutivamente ruídos que possam afetar o desempenho do produto ou de outro produto conectado para isso. Nesse ponto, você precisará do afogador.

Construtor de brinquedos
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Sim, eu recomendaria usar um bloqueador de modo comum. Isso ajuda com a EMI, mas como todos disseram, você terá um sinal de degradação. Se você não precisar do afogador, basta adicionar os fios dos jumpers.

Kellenjb
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