¿Cómo puedo ver el tráfico USB en un osciloscopio?

Question

Estoy intentando examinar la comunicación de un ratón USB con un osciloscopio (PicoScope 3204). Cuando conecto la masa del osciloscopio a una de las dos líneas de señal de datos (Data+ o Data-) el ratón se apaga. El ratón es el dispositivo Microsoft Home de 1995, por lo que debe estar usando USB 1.1, no una versión de alta velocidad. También probé lo mismo con una memoria USB y experimenté el mismo problema. ¿Hay algún circuito sencillo que pueda construir para superar este problema?

Soy consciente de que existen sofisticados dispositivos de prueba USB para este propósito, pero estoy intentando esto como una demostración/experimento, así que estoy buscando una solución casera mínima.

Answer 1

No pongas a tierra las líneas de datos. Están por encima de la tierra. Más allá de la lógica dice

El USB utiliza un par de transmisión diferencial para los datos. Esto se codifica utilizando NRZI y se rellena de bits para asegurar transiciones adecuadas en el flujo de datos. En los dispositivos de baja y máxima velocidad, un '1' diferencial se se transmite tirando de D+ por encima de 2,8V con una resistencia de 15K ohmios a tierra y D- por debajo de 0,3V con una resistencia de 1,5K ohmios tirada a 3,6V. A diferencial '0', por otro lado, es un D- mayor de 2,8V y un D+ inferior a 0,3V con las mismas resistencias pull down/up adecuadas.

Tienes que conectar la tierra del osciloscopio a la tierra del USB. De lo contrario, estarás matando una de las señales y el receptor diferencial no detectará la inversión de fase necesaria.

Con el osciloscopio conectado a tierra, un osciloscopio de un solo canal puede monitorizar tanto D+ como D-. Un osciloscopio de dos canales puede monitorizar ambos y debería ver la inversión de fase cuando se transmiten los datos.

Answer 2

Por favor, vea esta explicación muy útil de por qué USB D- no es un GND. Si quieres sondear los pares de datos USB, tienes que conectar tu osciloscopio entre GND y USB D- y/o D+.

Recuerde también que en la mayoría de los PCs el "GND" está conectado a tierra; y también lo está el cable GND de su osciloscopio. Es probable que el comportamiento de apagado se deba a que está conectando efectivamente el USB D- a GND (vía tierra) a través de su osciloscopio.

Answer 3

Para añadir un poco más de información y referencias, relacionadas con la operación de seguridad de su equipo durante las pruebas.

Debe tener siempre mucho cuidado antes de conectar la tierra o el chasis de su equipo de prueba a su DUT (dispositivo bajo prueba) .

Algunos pueden ocurrir cosas muy malas incluyendo..:

• Ponerle a usted o a otras personas en riesgo de muerte.
• Dañar permanentemente su equipo de pruebas.
• Dañar permanentemente su circuito probado o DUT.

Algunas referencias interesantes sobre los equipos de prueba flotantes vs. conectados a tierra y la seguridad. No puedo resumirlas aquí porque el tema es muy amplio:

• Cómo no reventar el osciloscopio,
  • http://www.eevblog.com/2012/05/18/eevblog-279-how-not-to-blow-up-your-oscilloscope/
• Seguridad en las mediciones del osciloscopio,
  • http://www.circuitspecialists.com/blog/floating-oscilloscope-measurements-safety/
• ¿Por qué los o-scopes están referenciados a la tierra?
  • ¿Por qué los o-scopes están referenciados a la tierra?

Answer 4

Necesitas un osciloscopio de 2 canales. Entonces conectas un canal a D+ y el otro a D- . Las pinzas de tierra de las dos sondas las conectas entre sí. Luego restas los dos canales: X-Y, porque es una señal diferencial.

Answer 5

La tierra del osciloscopio va a usb 0V [pruebe el cable blanco. pruebe con un multímetro de corriente continua al chasis del ordenador que es 0V y bajos ohmios al que se conecta]

si su osciloscopio permite una diferencia de dos canales A-B entonces use A para usb +datos y B para usb -datos.

Pruebe siempre el tráfico entre el PC y un dispositivo como una impresora o una cámara web. Necesita el aparato porque el usb emplea un apretón de manos antes de ponerse en marcha. Raspe el aislamiento para exponer los cables y pruebe con una sonda de alta impedancia (10 Meg). Puede que se autoajuste para trabajar con los feos cables expuestos. No esperes que nada más de 10MHz funcione así, ya que las sondas de alcance son feas y las sondas con terminación de 240 ohmios entrarían en conflicto con el handshake de la terminación adecuada en el aparato.

El USB-C es desconocido para mí; podría tener un montón de interruptores adicionales en su camino para decidir la dirección. No sé qué pueden hacer las líneas de alimentación de 100 vatios. Evitar el USB-C