Korrekte Terminierung für 5VUSB

[Filip D. (filip_d848)]

Hey,
ich wage mich gerade an meine erste große PCB Entwicklung heran. Auf 
meinem PCB ist ein USB-C Anschluss damit ich den darauf verbauten ESP32 
programmieren kann. Die hierfür notwendigen Leitungen D- und D+ sind 
bereits angeschlossen. Die 5V die über VBUS auf mein PCB kommen benötige 
ich nicht, da ich eine andere Spannungsversorgung habe. Wie terminiere 
ich die 5VUSB Leitung korrekt? Meine Überlegung um das ganze robuster zu 
gestalten ist die Schaltung im Anhang. Ist diese korrekt? Oder meint ihr 
ein einfacher Pull-Down-Widerstand wäre besser?

LG Filip.

[Björn W. (bwieck)]

Filip D. schrieb:
> Wie terminiere
> ich die 5VUSB Leitung korrekt?

Gar nicht.

[Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill)]

Die Probleme beginnen doch schon bei den separaten Massepotentialen GND 
und ISO_GND. Was soll denn der Mist, Masse und Schirm an der Buchse 
kurzzuschließen, aber die "Terminierung" dann gegen das nicht oder 
anderweitig verwendete GND durchzuführen? Und durch D21 wird das 
Potential entweder angehoben oder ein fetter Kurzschluss verursacht.

Die 5V USB müssen außerdem überhaupt nicht mit einer Terminierung 
versehen werden. Aber die meisten USB-Geräte werten trotzdem diese 
5V-Leitung aus, um darüber zu erkennen, ob bzw. wann der USB Host 
angeschlossen bzw. hochgefahren wird.

[Filip D. (filip_d848)]

Andreas S. schrieb:
> Die Probleme beginnen doch schon bei den separaten Massepotentialen GND
> und ISO_GND. Was soll denn der Mist, Masse und Schirm an der Buchse
> kurzzuschließen, aber die "Terminierung" dann gegen das nicht oder
> anderweitig verwendete GND durchzuführen?

Vielen Dank, dann muss ich also nichts verbinden und lasse die Leitung 
ins leere laufen.

Eine Sache hat mich jetzt mit dem rauen Ton doch etwas mitgenommen. Ich 
dachte SHIELD und GND sollte in diesem Fall verbunden werden, um 
Störsignale zu minimieren. Das muss ich wohl nochmal mit meinem Prof. 
durchsprechen.

[Jens G. (jensig)]

Filip D. schrieb:
> Andreas S. schrieb:
>> Die Probleme beginnen doch schon bei den separaten Massepotentialen GND
>> und ISO_GND. Was soll denn der Mist, Masse und Schirm an der Buchse
>> kurzzuschließen, aber die "Terminierung" dann gegen das nicht oder
>> anderweitig verwendete GND durchzuführen?
>
> Vielen Dank, dann muss ich also nichts verbinden und lasse die Leitung
> ins leere laufen.
>
> Eine Sache hat mich jetzt mit dem rauen Ton doch etwas mitgenommen. Ich
> dachte SHIELD und GND sollte in diesem Fall verbunden werden, um
> Störsignale zu minimieren. Das muss ich wohl nochmal mit meinem Prof.
> durchsprechen.

Klar muss SHIELD und GND miteinander verbunden werden. Was anderes hat 
Andreas ja nicht geschrieben. Er wollte nur darauf hinweisen, dass das 
Signal rechts keinen Bezugspegel sieht, welcher auch für die linke Seite 
derselbe Bezugspegel ist ...

[Filip D. (filip_d848)]

Ah okay jetzt verstehe ich die Aussage. Vielen lieben Dank. Ja, dass 
hier eine andere Masse benutzt wird war ein Kopierfehler meinerseits. 
Vielen vielen Dank euch.

[Thomas (kosmos)]

wenn man ein Kabel mit einem Schirm drum rum hat sollte mal diesen 
Schirm nur auf einer Seite auf GND legen, sonst kann man sich einen 
neuen Stromkreis schaffen, in welchen dann wieder auf die 
Signalleitungen einkoppelt werden könnte.

In deinem Bild erzeugt die TVS Diode einen Kurzschluß auf der VUSB 
Leitung. Wenn das muss die rumgedreht werden.

[Keks F. (keksliebhaber)]

Da fehlt die halbe Schaltung.
Wie der Anschluss geht, ist in der USB Spezifikationen peinlichst genau 
und auch mit Schaltplänen beschrieben. Für Faule gibt es fertige KiCAD 
Projekte/Templates oder Beispiele zum Abgucken.

[Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill)]

Jens G. schrieb:
> Klar muss SHIELD und GND miteinander verbunden werden. Was anderes hat
> Andreas ja nicht geschrieben.

Das habe ich an keiner Stelle behauptet.

> Er wollte nur darauf hinweisen, dass das
> Signal rechts keinen Bezugspegel sieht, welcher auch für die linke Seite
> derselbe Bezugspegel ist ...

Schlimmer finde ich dabei, dass die CC-Leitungen mit ISO_GND, aber 5V 
mit GND verbunden ist.

Der Schirm und die Schaltungsmasse sollten möglichst nur auf einer 
Kabelseite miteinander verbunden sein. Auch wenn man diese Verbindung 
auf der Geräteseite weglassen sollte, bietet es sich aber an, ein paar 
nicht bestückte Footprints anzubringen, um ggf. noch nachträglich etwas 
bestücken zu können.

Man sollte nämlich beachten, dass gerade bei USB-Steckverbindern das 
Gehäuse bzw. der Schirm gleichzeitig auch als ESD-Schutz fungiert. Somit 
ist es aus ESD-Sicht durchaus sinnvoll, Schirm und GND mit ein paar 
hinreichend spannungsfesten (>= 1 kV) Nanofarad zu überbrücken. Aus 
HF-Sicht kann dies entweder kontraproduktiv sein oder sogar die 
Gesamtschirmung verbessern. HF-mäßig oder galvanisch verbundene Masse- 
und Schirmleitungen können zu Resonanzen führen oder auch nicht, und das 
auch noch in Abhängigkeit vom Kabeltyp, der Kabelqualität und dem 
Layout. Daher sollte man sich ein paar Freiheitsgrade offenhalten, um 
nicht bei der kleinsten erforderlichen Maßnahme neue Leiterplatten 
herstellen lassen zu müssen. Bei Einzelstücken kann man sich natürlich 
anders behelfen.

Auf jeden Fall würde ich einen geeigneten ESD-Schutz für Vbus/5V, D+, D- 
vorsehen. Bei Vbus/5V reicht da ein einfacher Keramikkondensator ab 100 
nF, für D+/D- gibt es haufensweise Bauteile wie z.B. RClamp0522 oder 
RClamp0524.

[Filip D. (filip_d848)]

Merce! Ja, ich hätte vielleicht zuerst die Kopierfehler ausmerzen sollen 
und die ganze Schaltung posten sollen. Danke dir für die ausführliche 
Erklärung und die Hinweise.

[Cyblord -. (cyblord)]

Filip D. schrieb:
> Merce! Ja, ich hätte vielleicht zuerst die Kopierfehler ausmerzen sollen
> und die ganze Schaltung posten sollen. Danke dir für die ausführliche
> Erklärung und die Hinweise.

Kannst du eventuell im Studium noch schnell auf Gartenbau umschwenken? 
Sprech das doch mal mit deinem Prof. durch....

[Michael (Firma: HW Entwicklung) (mkn)]

Jens G. schrieb:
> Klar muss SHIELD und GND miteinander verbunden werden.

Ein beidseitig verbundener Shield, liegt der GND Leitung parallel und 
trägt damit auch die Störungen auf GND nach außen.