Come posso visualizzare il traffico USB su un oscilloscopio?


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Sto cercando di esaminare la comunicazione di un mouse USB con un oscilloscopio (PicoScope 3204). Quando collego la terra dell'oscilloscopio a una delle due linee del segnale dati (Dati + o Dati-) il mouse si spegne. Il mouse è il dispositivo Microsoft Home del 1995, quindi deve utilizzare USB 1.1, non una versione sofisticata ad alta velocità. Ho anche provato lo stesso su una memory stick USB e ho riscontrato lo stesso problema. Esiste un circuito semplice che posso costruire per superare questo problema?

Sono consapevole del fatto che ci sono sofisticati dispositivi di test USB per questo scopo, ma sto provando questo come dimostrazione / esperimento, quindi sto cercando una soluzione minimale per la preparazione della birra fatta in casa.


Potresti scrivere il numero di modello del tuo oscilloscopio?
pipe,

PicoScope 3204; Sto aggiungendo questo alla domanda.
Diomidis Spinellis,

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70MHz non è nemmeno molta larghezza di banda per guardare i segnali USB.
Matt Young,

@MattYoung - è ampio per un dispositivo a bassa velocità ...
ThreePhaseEel

Risposte:


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Non mettere a terra le linee dati. Sono fuori terra. Beyond Logic dice

USB utilizza una coppia di trasmissione differenziale per i dati. Questo è codificato usando NRZI ed è un po 'imbottito per garantire transizioni adeguate nel flusso di dati. Sui dispositivi a bassa e piena velocità, un '1' differenziale viene trasmesso tirando D + oltre 2,8 V con una resistenza da 15 K ohm tirata a terra e D - sotto 0,3 V con una resistenza da 1,5 K ohm tirata a 3,6 V. Uno '0' differenziale invece è un D- maggiore di 2,8 V e un D + inferiore a 0,3 V con le stesse resistenze pull down / up appropriate.

È necessario collegare la terra dell'oscilloscopio alla terra USB. Altrimenti stai uccidendo uno dei segnali e il ricevitore differenziale non rileverà l'inversione di fase richiesta.

Con l'oscilloscopio collegato a terra un oscilloscopio a canale singolo può monitorare D + o D-. Un ambito a doppio canale può monitorare entrambi e dovresti vedere l'inversione di fase quando i dati vengono trasmessi.


Si noti che ho provato a monitorare le linee dati rispetto alla terra USB, ma non ho ottenuto un segnale che sembrasse digitale (o che l'oscilloscopio potesse decodificare come USB).
Diomidis Spinellis,

Hai selezionato l'accoppiamento CC per l'ambito?
Chu,

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Si prega di vedere questa spiegazione molto utile perché USB D- non è un GND. Se si desidera sondare le coppie di dati USB; è necessario collegare il proprio ambito di applicazione tra GND e USB D- e / o D +.

Ricorda inoltre che nella maggior parte dei PC il "GND" è collegato a terra; e così è il piombo del tuo ambito GND. Questo è probabilmente il comportamento dell'arresto perché stai effettivamente collegando USB D- a GND (via terra) tramite l'oscilloscopio.


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Questo lo spiega! Ho pensato che gli input dell'oscilloscopio fossero differenziali, piuttosto che riferiti a terra.
Diomidis Spinellis,

Bene, stanno misurando la differenza tra la sonda e il terreno. Vedi modifica alla mia risposta.
Transistor,

Spiacente, Hans, ho modificato la tua risposta anziché la mia! Internet si muove troppo velocemente!
Transistor,

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Per aggiungere un po 'più di informazioni e riferimenti, relativi al funzionamento di sicurezza delle apparecchiature durante i test.

È necessario fare sempre molta attenzione prima di collegare la massa o il telaio dell'apparecchiatura di prova al DUT (dispositivo in prova) .

Alcune cose molto brutte possono accadere , tra cui:

  • Mettere te o altre persone a rischio di morte.
  • Danneggiamento permanente dell'attrezzatura di prova.
  • Danneggiamento permanente del circuito o DUT testati.

Alcuni riferimenti interessanti su apparecchiature di prova galleggianti vs. a terra e sicurezza. Non posso riassumerli qui poiché l'argomento è estremamente vasto:


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la messa a terra dell'oscilloscopio va a USB 0 V [provare il filo bianco. verifica con un multimetro CC lo chassis del computer che è 0 V e basso ohm a cui ti colleghi]

se l'oscilloscopio consente la differenza di due canali AB, utilizzare A per dati USB + e B per dati USB.

Testare sempre il traffico tra il PC e un dispositivo come una stampante o una webcam. È necessario l'appliance perché USB utilizza una stretta di mano prima di iniziare. Raschiare l'isolamento per esporre i fili e provare una sonda oscilloscopio ad alta impedenza (10 Meg). Potrebbe autoregolarsi per funzionare con brutti cavi esposti. Non aspettarsi che nulla> 10 MHz funzioni in questo modo poiché le sonde dell'oscilloscopio sono brutte e le sonde terminate a 240 ohm potrebbero entrare in conflitto con l'handshake dalla terminazione corretta sull'appliance.

USB-C non mi è noto; potrebbe avere un sacco di interruttori extra per decidere la direzione. Non so che cosa potrebbero fare le linee elettriche da 100 Watt. Evitare USB-C


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È necessario un oscilloscopio a 2 canali. Quindi si collega un canale a D+e l'altro a D-. Le clip di messa a terra delle due sonde collegate l'una all'altra. Quindi sottrai i due canali: XY, perché è un segnale differenziale.

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