Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Separate Spannungsversorgung für einen USB Switch


von Hack K. (hackerfleisch)


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Hi!

Kurze Frage,
ich möchte einen USB switch IC versorgen (z.B. MAX4899 o.ä.).
Ist es möglich die Spannungsversorgung für solche IC's galvanisch 
getrennt zu versorgen im Bezug auf das USB Signal?

Eigentlich sollte das ja kein Problem sein, ein Differenzverstärker 
kann/macht ja das gleiche, da USB ja auch ein Differenzsignal ist, 
sollte das Potential des eigentlichen USB Signals egal sein (spielt ja 
keine Rolle mehr bei einem Differenzsignal), bezogen auf die 
Spannungsversorgung vom IC.

Z.B.:
Ein USB switch IC wird von einer anderen Spannungsversorgung versorgt 
(mirco USB Buchse -> Steuereinheit Versogung (µC und einen USB switch).
Das zu schaltende USB Signal kommt von einer anderen USB Buchse welches 
zu anderen USB Buchsen geführt wird (kann von einem anderen Potential 
kommen [z.B. von einem Laptop mit einem Schaltnetzteil] etc.).


Greez

von Harald W. (wilhelms)


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Thomas D. schrieb:

> Ist es möglich die Spannungsversorgung für solche IC's galvanisch
> getrennt zu versorgen im Bezug auf das USB Signal?

Dein Netzteil sollte schon galvanisch getrennt sein. Trotzdem musst
Du natürlich die Masse Deines Netzteils mit der Schaltungsmasse
verbinden.
Gruss
Harald

von Hack K. (hackerfleisch)


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Hi!

Logisch das die Masse auch angeschlossen sein muss, also jetzt die Masse 
vom USB switch IC.
Jedoch soll die Masse vom USB IC + Vcc von einem Netzteil gespeist 
werden das irgendwo her kommt (könnte ja alles sein was an die micro USB 
Buchse angeschossen wird zur Stromversorgung), das könnte ein USB 
Schaltnetzteil sein oder eine Versorgung von der PC USB Buchse...

Dieser USB switch IC (Alalog Multiplexer) hat dann einen USB (D+ & D-) 
eingang und "n" USB Ausgänge (D+ & D-). Diese USB differenzleitungen 
kommen aber von ganz wo anderst, müssen also mit dem Potential der 
Spannungsversorgung nicht wiklich was zu tun haben. Somit müsste der 
Alalog Multiplexer signale verarbeiten, welche kein direktes Potential 
zur Masse haben, was aber nicht schlimm sein sollte, da es sich hier ja 
um ein Differenzsignal handelt.
Daher mweine Ursprüngliche Frage, passt das oder passt das nicht?

Greez

von Uwe (Gast)


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Ehr nicht ...
Zeichne mal auf was du schreibst

von Hack K. (hackerfleisch)


Angehängte Dateien:

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So, anbei mal eine schnelle skizze mit paint...

Oberhalb der Grauen Linie ist die Spannungsversorgung vom µC und der 
restlichen Logik.
U.a. auch für den USB MUX (Vcc & GND).

VBus & USB_GND wird nicht abgegriffen, d.h. der USB MUX wird durch Vcc 
und GND versorgt, schaltet aber USB Signale, welche mit dem GND an sich 
nichts zu tun haben.

Ist es so wie auf dem Bild möglich? Oder muss ich GND & USB_GND 
verbinden?


Greez

von Georg (Gast)


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Thomas D. schrieb:
> USB Signale, welche mit dem GND an sich
> nichts zu tun haben.

Die gibt es nicht, natürlich beziehen sich die Signale auf GND der 
USB-Buchse. Es sei denn, du baust da auch eine galvanische Trennung ein, 
das ist aber keineswegs einfach.

Thomas D. schrieb:
> das könnte ein USB
> Schaltnetzteil sein oder eine Versorgung von der PC USB Buchse...

Nein, das geht nicht - du würdest sonst zum GND des PC 2 Verbindungen 
auf verschiedenen Wegen schaffen. Wenn du da GND und VCC zuführen 
willst, müssen die völlig potentialfrei sein.

Gruss Georg

von Εrnst B. (ernst)


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Wenn wirklich galvanisch getrennt werden muss (und Geld keine Rolle 
Spielt):
Entweder einmal am Eingang oder an jedem einzelnen Ausgang einen 
ADUM4160 verbauen (je nachdem ob die verschiedenen USB-Devices auch 
voneinander getrennt werden müssen)...

von Hack K. (hackerfleisch)


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Hi Georg!

Ich glaub hier wird jetzt vieles miteinander vermischt.
Ich habe einen USB Eingang welcher auf einen USB Ausgang geschaltet 
wird.
V_Bus und USB_Gnd wird 1:1 von Eingang an den Ausgang gelegt.
Die USB Datenleitungen gehen noch über den MUX.

Der MUX und der rest der Schaltung wird jedoch von einem anderen 
Netzteil versorgt, wie der USB Bus.
Was daran jetzt wichtig ist, kann der MAX4899 das jetzt ab, das die 
Spannungsversorgung an einen anderen "Potential" hängt die die zu 
schaltenden USB Datenleitungen?

Greez

von Εrnst B. (ernst)


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Thomas D. schrieb:
> Was daran jetzt wichtig ist, kann der MAX4899 das jetzt ab, das die
> Spannungsversorgung an einen anderen "Potential" hängt die die zu
> schaltenden USB Datenleitungen?

Nur wenn du GND der externen MAX4899-Versorgungsspannung mit GND der 
USB-Buchsen verbindest.


Vorschlag: Versorg den MAX ganz normal aus Vusb, und häng Optokoppler an 
dessen Channel-Select-Eingäge.

: Bearbeitet durch User
von Hack K. (hackerfleisch)


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Hi Ernst.

Sorry, hatte Dein vorletzten Beitrag überlesen.
Der ADUM4160 hatte ich in vergangen Projekten verwendet. Ja, ist nicht 
grade günstig und leider packt er glaub ich mich zu erinnern nur "Full 
Speed" USB und würde mein USB Signal weiter verschlechtern. :)

Zwecks Deinem letzten Post.
Das wäre wohl die beste Alternative den IC mit am VBus zu hängen und 
über Optokoppler ran zu gehen. Das werde ich dann wohl auch so machen, 
hatte nur gedacht, falls der IC das kann (was ich hier gefragt hatte) 
dann wäre es einfacher geworden.


Zwecks den Massen verbinden.
Das ist so ein Thema...
viele schreiben, dass es kein Problem sei, andere sagen das es sehr wohl 
Probleme geben kann. Ich denke beides ist rictig, es kommt auf die 
Einsatzweise drauf an.
In meinem Fall, wo ich nicht genau weis welche USB "Source" am USB 
Eingang angeschlossen wird, sehe ich es etwas kritisch.
In der kompletten Schaltung sind es bei mir nämlich 2 USB Eingänge, 
welche wahlweise geschaltet werden. An jedem Eingang kann eine andere 
Quelle hängen. Und wenn jetzt eine Quelle von einem Laptop kommt und 
eine andere von einem geerdeten PC, könnten leichte Spannungshübe von 
den verschiedenen Massen auftreten (oder auch bei Schaltnetzteilen). Da 
könnten (muss aber nicht) eventuelle Ausgleichsströme fließen, was dann 
alles über die USB Kabel + PCB fließt.

von daher ist die Optokoppler geschichte wohl der beste Kompromiss.

Danke an alle!
Greez

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