Instabile USB Verbindung mit USBLC6-4SC6

[Dustin L. (weeky)]

Hallo,
ich habe folgendes Problem:

Ich habe einen STM32F072 der als USB 2.0 Device an den Rechner 
angeschlossen wird. Ich habe eine USB-C Buchse verwendet. Zum Schutz des 
Devices ist ein USBLC6-4SC6 (Datenblatt angehängt) eingebaut. Hänge ich 
das Device per USB-C Kabel direkt an meinen Rechner funktioniert alles 
tadellos. Verwende ich einen USB-Hub dazwischen kann ich folgendes 
Verhalten feststellen:

- in einer Orientierung des USB-C Steckers funktioniert die Verbindung 
in 95% der Fälle
- drehe ich den USB-C Stecker um, was eigentlich keinen Unterschied 
machen sollte, dauert es länger das Device mit dem PC zu verbinden, in 
50% der Fälle funktioniert die Verbindung nicht und Windows stellt ein 
fehlerhaftes USB Gerät fest. Funktioniert die Verbindung so reißt diese 
sporadisch ab

Wenn ich den USBLC6-4SC6 entferne, ist die Verbindung stabil und 
jederzeit möglich, ich stelle hier nur auch einen leichten Bias in der 
Verbindungsgeschwindigkeit von einer USb-C Orientierung zur anderen 
fest.

Angehängt habe ich den Schaltplan, sowie den Ausschnitt des PCBs der die 
USB Schnittstelle beinhaltet.

Habe ich etwas wichtiges im Platinendesign für USB vergessen? Ich habe 
keine Längenanpassung der Leiterbahnen gemacht weil ich dachte dass es 
bei einem 2.0 Device nicht kritisch ist.

Vielen Dank! Ich stelle gerne andere Ansichten des PCBs zur Verfügung 
falls benötigt.

Gruß

[Thorsten S. (thosch)]

Was ist denn das für ein irrsinns-Layout?
USB Datenleitungen müssen als Differential-Pair geroutet werden!
Sinnvollerweise auch noch impedanzkontrolliert.

Ich bin höchst erstaunt, daß hier überhaipt jemals eine Verbindung 
zustandekommt...

[Bescheuerter Wirrkopf (Gast)]

Thorsten S. schrieb:
> USB Datenleitungen müssen als Differential-Pair geroutet werden!
> Sinnvollerweise auch noch impedanzkontrolliert.

Habe ich noch nie gemacht und es hat immer funktioniert. Natürlich mache 
ich D+ nicht 3cm und D 10cm lang, das ist klar. Aber ansonsten ...

[Thorsten S. (thosch)]

Außerdem hast du das ESD-Schutz-Array mit ellenlangen Stichleitungen 
(neudeutsch: stubs) angeschlossen, das ist ein absolutes No-Go, im 
Datenblatt erfolgt doch eindeutig der Hinweis auf die Anforderungen mit 
dem Hinweis auf ein optimiertes Layout!
U.a. in Fig. 7 und Fig. 18.

In Fig.7 ist ein wenige Millimeter langer Stub schon als "unsuitable" 
angegeben, bei dir sind das Zentimeter!

Das ESD-Array muß im Flyby-Routig angeschlossen werden, so daß die 
Signalleitungen über die Pads geführt werden. (Wie in Fig.18)

Außerdem brauchen die als Differenzielles Paar zu routenden 
Datenleitungen eine ununterbrochene Massefläche auf dem gesamten Weg von 
der USB-Buchse bis zum Controller als Bezugspotenzial für einen 
Rückstrom auf gleichem Weg...

[Dustin L. (weeky)]

Hallo, vielen Dank für die Hinweise! Ich hatte das alles als deutlich 
unkritischer eingeschätzt aber mit den Anmerkungen sehe ich ein, dass 
ich das Layout dringend überarbeiten muss.