Hub USB y esclavo en la misma PCB - ¿se necesitan resistencias y condensadores en serie?

Question

Estoy construyendo un dispositivo con

• Controlador de concentrador TUSB2046B
• 4x Controlador USB a UART FT230X

En primer lugar, veamos la aplicación de ejemplo del controlador Hub:

Nota D:

Todos los pares de señales USB DP, DM requieren resistencias en serie de aproximadamente 27 Ohm para asegurar una terminación adecuada. Se recomienda un condensador de filtro opcional de 22 pF para la supresión de EMI. Este condensador, si Este condensador, si se utiliza, debe colocarse entre el terminal del concentrador y la resistencia en serie, según la sección 7.1.6 de la especificación USB.

A continuación, veamos la aplicación de ejemplo del FT230X:

Mis preguntas:

• ¿Cuál es el propósito de las resistencias de 15kOhom a tierra en la primera imagen? ¿Son necesarias en el diseño de una PCB?
• ¿Cómo debo conectar esos dos dispositivos suponiendo un diseño de pcb único con no más de 5cm de distancia?

Esta es la idea más intuitiva:

simular este circuito - Esquema creado con CircuitLab

Y algunas preguntas:

• ¿Puedo eliminar con seguridad una resistencia de 27 ohmios en cada línea? ¿Debo cambiar la restante a 54 Ohm?
• ¿Hay alguna diferencia si los condensadores son de 22pF o 47pF?
• ¿Son necesarios esos condensadores?

Answer 1

1. Las resistencias pull-down de 15kOhm son definitivamente necesarias. El dispositivo esclavo tiene resistencias pull-up internas en una o ambas líneas DM/DP que son utilizadas por el host para detectar que se ha conectado un esclavo y su tipo - baja, completa o alta velocidad. Necesitas estas resistencias pull-down para asegurarte de que la línea no queda flotando o esta detección no funcionará correctamente.
2. Puedes omitir las resistencias de terminación y los condensadores. Tienen dos propósitos: el primero es evitar las reflexiones del final de las líneas que causarían interferencias de desvanecimiento con la señal. Sin embargo, dado que el bus sólo funciona a máxima velocidad (12Mbps) y la longitud de la línea (5cm) es mucho más corta que la longitud de onda de la señal y sus principales armónicos, las reflexiones no van a ser un problema. El segundo propósito es como un filtro de línea para reducir la EMI generada por el cable USB. Puede que necesites algún tipo de filtro para pasar las pruebas de EMC, pero deberías tratar las líneas del bus como lo harías con cualquier otra línea digital que tengas en tu placa. Tenga en cuenta que la mayoría de los controladores USB están limitados por la velocidad de giro, por lo que ya está mucho mejor en términos de EMC que una línea GPIO que conduce su LCD o lo que sea.