Как я могу просматривать трафик USB на осциллографе?

13

Я пытаюсь проверить связь USB-мыши с осциллографом (PicoScope 3204). Когда я подключаю заземление прицела к одной из двух сигнальных линий данных (Data + или Data-), мышь отключается. Мышь - это устройство Microsoft Home 1995 года, поэтому она должна использовать USB 1.1, а не какую-нибудь модную высокоскоростную версию. Я также попробовал то же самое на карте памяти USB и испытал ту же проблему. Есть ли простая схема, которую я могу построить, чтобы преодолеть эту проблему?

Я знаю, что для этой цели существуют сложные тестовые устройства USB, но я пробую это как демонстрацию / эксперимент, поэтому я ищу минимальное решение для домашнего приготовления.

Диомидис Спинеллис
источник
Не могли бы вы написать номер модели вашего осциллографа?
труба
PicoScope 3204; Я добавляю это к вопросу.
Диомидис Спинеллис
1
70 МГц - это не слишком большая полоса пропускания, чтобы смотреть на сигналы USB.
Мэтт Янг
@MattYoung - это достаточно для низкоскоростного устройства ...
ThreePhaseEel

Ответы:

19

Не заземляйте линии данных. Они над землей. Вне логики говорит

USB использует пару дифференциальных данных для передачи данных. Это кодируется с использованием NRZI и содержит биты для обеспечения адекватных переходов в потоке данных. На низкоскоростных и полноскоростных устройствах дифференциальный сигнал «1» передается путем напряжения D + более 2,8 В с сопротивлением 15 кОм, поднятого на землю, и D - ниже 0,3 В с резистором 1,5 кОм, поднятым до 3,6 В. Дифференциал «0», с другой стороны, имеет D- более 2,8 В и D + менее 0,3 В с такими же соответствующими резисторами понижающего / повышающего напряжения.

Вам необходимо подключить заземление прицела к заземлению USB. В противном случае вы убиваете один из сигналов, и дифференциальный приемник не обнаружит требуемое изменение фазы.

Если прицел подключен к заземлению, одноканальный прицел может контролировать D + или D-. Двухканальный прицел может контролировать оба, и вы должны увидеть инверсию фазы при передаче данных.

транзистор
источник
Обратите внимание, что я пытался контролировать линии данных относительно заземления USB, но я не получил сигнал, который выглядел цифровым (или что осциллограф мог декодировать как USB).
Диомидис Спинеллис
Вы выбрали связь постоянного тока для «объема»?
Чу
15

Пожалуйста, посмотрите это очень полезное объяснение, почему USB D- это не GND. Если вы хотите исследовать пары данных USB; вам нужно подключить ваш прицел между GND и USB D- и / или D +.

Также помните, что на большинстве ПК "GND" заземлен; так же как и ваша сфера. Вероятно, это происходит при выключении, потому что вы эффективно подключаете USB D- к GND (через землю) через свой осциллограф.

Hans
источник
1
Что объясняет его! Я думал, что входы в прицел были дифференциальными, а не наземными.
Диомидис Спинеллис
Ну, они в том, что они измеряют разницу между зондом и землей. Смотрите редактировать мой ответ.
Транзистор
Извините, Ганс, я отредактировал ваш ответ вместо моего собственного! Интернет движется слишком быстро!
Транзистор
4

Чтобы добавить немного больше информации и ссылок, связанных с безопасностью работы вашего оборудования во время тестирования.

Вы должны быть всегда очень осторожны перед подключением заземления или шасси вашего испытательного оборудования к тестируемому устройству .

Могут произойти некоторые очень плохие вещи , в том числе:

  • Подвергая вас или других лиц риску смерти.
  • Необратимое повреждение вашего испытательного оборудования.
  • Повреждение вашей проверенной схемы или проверяемого устройства.

Несколько интересных ссылок о плавающем и заземленном испытательном оборудовании и безопасности. Я не могу суммировать их здесь, поскольку тема очень широка:

jose.angel.jimenez
источник
1

Прицел заземления идет на USB 0V [попробуйте белый провод. проверьте с помощью мультиметра постоянного тока на корпусе компьютера, что оно составляет 0 В и низкое сопротивление, к которому вы подключаетесь]

если ваша область допускает различие двух каналов AB, тогда используйте A для usb + data и B для usb -data.

Всегда проверяйте трафик между ПК и устройством, таким как принтер или веб-камера. Вам нужен прибор, потому что USB использует рукопожатие, прежде чем оно начнет работать. Соскоблите изоляцию, чтобы обнажить провода, и попробуйте датчик с высоким импедансом (10 мегабайт). Он может самонастраиваться для работы с уродливыми кабелями. Не ожидайте, что что-либо> 10 МГц будет работать таким образом, поскольку зондовые датчики уродливы, а концевые зонды с сопротивлением 240 Ом будут конфликтовать с рукопожатием из-за правильного завершения на приборе.

USB-C мне неизвестен; у вас может быть много дополнительных переключателей, чтобы определить направление. Я не знаю, что могут делать линии электропередачи мощностью 100 Вт. Избегайте USB-C

Мефисто
источник
1

Вам нужен 2-канальный осциллограф. Затем вы подключаете один канал к, D+а другой к D-. Заземляющие зажимы двух датчиков подключены друг к другу. Затем вычитаете два канала: XY, потому что это дифференциальный сигнал.

Rainer
источник