Jak mogę wyświetlić ruch USB na oscyloskopie?

13

Próbuję zbadać komunikację myszy USB z oscyloskopem (PicoScope 3204). Po podłączeniu uziemienia lunety do jednej z dwóch linii sygnału danych (Dane + lub Dane-) mysz wyłącza się. Mysz to urządzenie Microsoft Home z 1995 r., Więc musi używać USB 1.1, a nie jakiejś wymyślnej szybkiej wersji. Próbowałem tego samego na karcie pamięci USB i napotkałem ten sam problem. Czy istnieje prosty obwód, który mogę zbudować, aby rozwiązać ten problem?

Wiem, że istnieją do tego celu wyrafinowane urządzenia testujące USB, ale próbuję tego jako demonstracji / eksperymentu, więc szukam minimalnego rozwiązania do domowego parzenia.

Diomidis Spinellis
źródło
Czy mógłbyś napisać numer modelu swojego oscyloskopu?
rura
PicoScope 3204; Dodaję to do pytania.
Diomidis Spinellis,
1
Pasmo 70 MHz również nie jest zbyt duże, aby patrzeć na sygnały USB.
Matt Young,
@MattYoung - wystarcza na urządzenie o niskiej prędkości ...
ThreePhaseEel

Odpowiedzi:

19

Nie uziemiaj linii danych. Są nad ziemią. Beyond Logic mówi

USB wykorzystuje różnicową parę transmisji danych. Jest to kodowane przy użyciu NRZI i jest wypychane bitami, aby zapewnić odpowiednie przejścia w strumieniu danych. W urządzeniach o niskiej i pełnej prędkości różnicowy „1” jest przesyłany poprzez pociągnięcie D + powyżej 2,8 V za pomocą rezystora 15 kiloomów naciągniętego na masę i D- poniżej 0,3 V za pomocą rezystora 1,5 kilooma naciągniętego na 3,6 V. Z drugiej strony różnica „0” to D- większa niż 2,8 V i D + mniejsza niż 0,3 V z tymi samymi odpowiednimi rezystorami obniżającymi / podnoszącymi.

Musisz podłączyć uziemienie zakresu do uziemienia USB. W przeciwnym razie zabijasz jeden z sygnałów, a odbiornik różnicowy nie wykryje wymaganego odwrócenia fazy.

Po podłączeniu lunety do uziemienia luneta jednokanałowa może monitorować D + lub D-. Zakres dwukanałowy może monitorować oba te elementy i powinieneś zobaczyć odwrócenie fazy podczas przesyłania danych.

Tranzystor
źródło
Zauważ, że próbowałem monitorować linie danych w odniesieniu do uziemienia USB, ale nie otrzymałem sygnału, który wyglądałby cyfrowo (lub że oscyloskop mógłby dekodować jako USB).
Diomidis Spinellis,
Czy dla „zakresu” wybrałeś sprzęgło prądu stałego?
Chu,
15

Zobacz to bardzo przydatne wyjaśnienie, dlaczego USB D- nie jest GND. Jeśli chcesz sondować pary danych USB; musisz połączyć swój zakres między GND i USB D- i / lub D +.

Pamiętaj również, że w większości komputerów „GND” jest uziemiony; podobnie jak twój zakres GND. Jest to prawdopodobne zachowanie podczas wyłączania, ponieważ skutecznie łączysz USB D- z GND (przez ziemię) za pomocą oscyloskopu.

Hans
źródło
1
To wyjaśnia to! Myślałem, że dane wejściowe lunety były raczej zróżnicowane niż uziemione.
Diomidis Spinellis,
Są w tym, że mierzą różnicę między sondą a ziemią. Zobacz edytuj moją odpowiedź.
Tranzystor
Przepraszam, Hans, zredagowałem twoją odpowiedź zamiast mojej! Internet porusza się zbyt szybko!
Tranzystor
4

Aby dodać nieco więcej informacji i referencji związanych z bezpieczeństwem działania sprzętu podczas testowania.

Zawsze należy zachować szczególną ostrożność przed podłączeniem uziemienia lub podwozia sprzętu testowego do testowanego urządzenia (testowanego urządzenia) .

Niektóre bardzo złe rzeczy mogą się zdarzyć , w tym:

  • Narażenie Ciebie lub innych osób na śmierć.
  • Trwale uszkadza twój sprzęt testowy.
  • Trwale uszkadza testowany obwód lub testator.

Kilka interesujących odniesień na temat pływających vs. uziemionych urządzeń testowych i bezpieczeństwa. Nie mogę ich tutaj streścić, ponieważ temat jest niezwykle szeroki:

jose.angel.jimenez
źródło
1

zakres uziemienia idzie do usb 0V [spróbuj białego drutu. przetestuj za pomocą multimetru prądu stałego na obudowie komputera, czy jest podłączony do 0 V i niskich omów]

jeśli twój zakres pozwala na różnicę dwóch kanałów AB, użyj A dla danych USB + i B dla danych USB.

Zawsze sprawdzaj ruch między komputerem a urządzeniem, takim jak drukarka lub kamera internetowa. Potrzebujesz urządzenia, ponieważ USB uruchamia uścisk dłoni, zanim zacznie działać. Zeskrob izolację, aby odsłonić przewody i wypróbuj sondę o wysokiej impedancji (10 Meg). Może sam się dostosować w celu pracy z brzydko odsłoniętymi kablami. Nie należy oczekiwać, że cokolwiek> 10 MHz będzie działać w ten sposób, ponieważ sondy pomiarowe są brzydkie, a sondy zakończone o impedancji 240 omów mogłyby zakłócać uzgadnianie z właściwym zakończeniem w urządzeniu.

USB-C jest mi nieznany; może mieć wiele dodatkowych przełączników na twojej drodze do określenia kierunku. Nie wiem, co mogłyby zrobić linie energetyczne o mocy 100 W. Unikaj USB-C

mefisto
źródło
1

Potrzebujesz 2-kanałowego oscyloskopu. Następnie podłączasz jeden kanał do D+drugiego D-. Zaciski uziemiające dwóch sond, które łączysz ze sobą. Następnie odejmujesz dwa kanały: XY, ponieważ jest to sygnał różnicowy.

Rainer
źródło