Frage:
Aufbau eines USB 2.0-Anschlusses
minusatwelfth
2016-11-14 16:35:50 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Welche Rolle spielt der äußere Metallstecker?(der mit zwei quadratischen Löchern) Hat es ein Potenzial?Ist es von den 4 Stiften isoliert?Sind die 4 Stifte voneinander isoliert?

enter image description here

Drei antworten:
Ale..chenski
2016-11-15 00:00:54 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Die Metallabdeckung um USB-Anschlüsse wird als "Abschirmung" bezeichnet.

Die Abschirmung dient zwei Zwecken: (1) Schutz vor drahtlosen ESD-Ereignissen und (2) Schutz der internen Hochfrequenzgeräusche vor Emission und Einhaltung der Emissionsvorschriften für EMI-Werte. Diese beiden Prozesse haben unterschiedliche elektrische Eigenschaften, daher muss die Behandlung der Abschirmverbindung etwas ausgefeilter sein als nur die Erdung. Es hängt auch davon ab, ob es sich um ein tragbares Gerät oder ein stationäres Gerät handelt.

(1) Das ESD-Ereignis ist ein einmaliger Hochspannungsentladungsimpuls mit einer Länge von etwa 50 ns. Der Zweck von Shieled besteht darin, das Plasmafilament abzufangen und den Entladestrom (10 A-50 A) an den Pins von ICs von der Signalmasse wegzuleiten. Daher ist es am besten, die Abschirmung fest mit der Erdungsebene und dem Chassis des Systems zu erden.

(2) EMI: USB verwendet eine Hochgeschwindigkeitssignalisierung, die interne Schaltfrequenzen von 480 MHz und höhere Harmonische verwendet. Selbst wenn die externe Signalisierung über ein abgeschirmtes zweiachsiges Kabel (das direkte Emissionen aufheben soll) differenziell ist, erzeugen das Innenleben der digitalen Elektronik und unsymmetrische Rückströme ein sogenanntes "Ground Bouncing". Im Wesentlichen ist die digitale Signalmasse im Gerät verrauscht und prallt ab. Wenn die Abschirmung direkt mit dieser Masse verbunden ist, wird das leitende Geflecht entlang des gesamten USB-Kabels als gute Antenne ausgegeben. Daher sollte die Abschirmung von der digitalen Masse getrennt werden.

Wie man sieht, sind diese Anforderungen widersprüchlich. Die Industrielösung besteht darin, eine Entkopplungsschaltung zwischen der Abschirmungsabdeckung und der Signalmasse zu verwenden. Verschiedene Hersteller empfehlen für diesen Filter leicht unterschiedliche Lösungen. Wenn Sie nach etwas wie [EMI-Abschirmung und ESD-Schutz von Computerschnittstellen] googeln, erhalten Sie viele Empfehlungen, LC, RC usw.

Ich bevorzuge die Verwendung einer 0,1 uF Keramikkappe der Größe 0603 mit einem Widerstand von etwa 330 Ohm, um einen galvanischen Pfad bereitzustellen.Der Filter arbeitet mit Besonderheiten dieser besonderen Größe von Keramikkappen.Diese Kappen haben eine kapazitive Impedanz bei Frequenzen von bis zu 10 bis 20 MHz (so dass ein 50-ns-Impuls gut mit der Masseebene gekoppelt wird und sich in Stromversorgungen auflöst), aber bei Frequenzen über 50 MHz wird er zu einem Induktor-Kopplung der Kabelabschirmung von der verrauschten digitalen Masse.

Einige Aspekte von EMI / ESD-Problemen wurden mehrmals unter stackexchange http://electronics.stackexchange.com/questions/151015/emi-esd-protection-for-usb-interface erörtert
Michael Karas
2016-11-14 16:58:10 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Die äußere Metallabschirmung des USB-Anschlusses ist Teil der Kabelabschirmung oder -abschirmung. Das Kabel hat entweder einen gewebten Drahtmantel, der mit den Metallverbinderteilen verbunden ist, oder das Kabel hat eine leitende Folienhülle, die mit einem blanken Einzeldraht vermischt ist, der mit dem Abschirmschildteil verbunden ist

Wenn das Kabel in das Gegengerät eingesteckt wird, berührt die Metallabschirmung des Kabelsteckers die gleiche Abschirmung des Steckers am Gerät. Die Abschirmungen der Geräteanschlüsse sind mit dem Gehäuse oder dem internen Erdungssystem des Produkts verbunden. Ein Zweck dieses Abschirmverbindungssystems ist es, die beiden angeschlossenen Systeme auf gleichem Potential zu halten.

In den meisten Fällen erfolgt die Verbindung des Geräteanschlussschirms mit demselben internen Schaltkreisknoten wie das USB-GND-Kabel. Sorgfältiges Design wird häufig verwendet, um Dinge so anzuordnen, dass die Abschirmung externe elektrische Störungen wie elektrostatische Entladungen (ESD) auf dem kürzesten Weg zu einer möglichen Erdungskabelverbindung direkt zum Chassis leitet. Dieser Rangierversuch versucht, so viel Hochspannungs-ESD wie möglich aus den internen Schaltkreisen herauszuhalten, wo dies zu Schäden an der Elektronik führen kann.

Ein weiterer Zweck der Abschirmung besteht darin, zu verhindern, dass interne HF-Signale in den Produkten auf das Kabel übertragen werden. Es ist häufig erforderlich, die USB-Anschlussabschirmungen des Produkts als Teil eines EMI-Rückhaltesystems anzuordnen, um zu verhindern, dass HF-Lecks die gesetzlichen Grenzwerte überschreiten.

Hat der Metallstecker eine Spannung?
Man würde hoffen, dass es im normalen Betrieb keine "Spannung" geben würde.Wie gesagt, es ist normalerweise an das Gerät GND angeschlossen.
Hmm, berührt der Stecker, der die Hülle berührt, den stromführenden Draht?Viele Geräte haben keinen Erdungsstift an der Netzseite. Hätte der äußere Anschluss in diesem Fall also eine gewisse Spannung?(Es wäre mit einer Erdung verbunden, die es nicht gibt.)
Bei Geräten, die mit Batterie oder Wechselstrom / ohne Erdungskabel betrieben werden, wird die Abschirmung des USB-Anschlusses weiterhin einfach an den internen DC-GND angeschlossen.Die interne DC-GND entspricht in dieser Situation höchstwahrscheinlich einem internen "Chassis" - oder EMI-Abschirmgehäuse.In einigen Fällen ist bei einem PC (oder einem anderen Gerätetyp) am anderen Ende des USB-Kabels die USB-Abschirmung mit dem DC-GND und dem Gehäuse + Erdungs-GND verbunden.Wie ich bereits sagte, besteht eine Absicht der USB-Kabelabschirmung darin, die beiden Geräteabschirmungsanschlüsse auf gleichem Potential zu halten, und es wird angewendet, ob eine Erdungsverbindung besteht (Fortsetzung)
(Fortsetzung von oben) entweder Ende oder nicht.Das Design sollte jedoch nicht versuchen, die Abschirmverbindung für die Stromübertragung für den USB + 5V-Stromkreis zu verwenden.Dafür ist das USB_GND-Kabel gedacht.
Cool, lass mich mein Verständnis versichern.Der äußere Stecker ist in keiner Weise mit dem stromführenden Stift verbunden (isoliert?) Und nur mit Masse verbunden.Die Hauptfunktion besteht darin, EMI abzuschirmen, und es ist mit Masse verbunden, um ESD zu verhindern.Das entnehme ich dem, was ich bisher gelesen habe
staringlizard
2016-11-14 16:54:51 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Der äußere Metallanschluss ist die USB-Anschlussabschirmung.Dadurch werden die Drähte vor elektromagnetischen Störungen geschützt.Es ist zu beachten, dass die Abschirmung nicht als Verbindungsdraht dienen sollte, d. H. Nur an einem Ende geerdet werden sollte.

Wenn es NICHT geerdet wäre (kein dritter Stift am Netz), würde die EMK ein Potential im Stecker induzieren?
Ja, wenn es nicht geerdet ist, hat es nicht den gewünschten Effekt.


Diese Fragen und Antworten wurden automatisch aus der englischen Sprache übersetzt.Der ursprüngliche Inhalt ist auf stackexchange verfügbar. Wir danken ihm für die cc by-sa 3.0-Lizenz, unter der er vertrieben wird.
Loading...