согласование уровней USB D+D- и USB-UART через мультиплексор

cocasola01

Имеется схема интеграции между собой USB-PC с адаптером USB-UART на базе CP2102 и другими устройствами используя для коммутации между собой мультиплексор CD4052 (Два 4х канальных мультиплексора (=КР1561КП1).
блок-схема:

Данный мультиплексор ранее применялся в множестве схем для коммутации UART\звука\прочих цифровых сигналов, однако, для коммутации USB D- D+ отказался корректно передавать сигнал (или его перестала понимать CP2102 ), пытался разобраться в вопросах USB открыл для себя новый ящик пандоры про дифференциальные сигналы USB и скорости работы USB 1.1, USB 2.0 в зависимости от подтяжки.
Прошу помочь найти верный путь, чтобы подружить USB-PC <-> мультиплексор CD4052 <-> CP2102 (на любой скорости).

Предполагаю, что сигнал CP2102 или "не видит\не понимает" так как, скорее всего мультиплексор использует mosfet транзисторы, следовательно, при замыкании логики коммутации сопротивление (емкость) меняет уровни. При этом CP2012, насколько я знаю, управляет сигналом при помощи подключаемого сопротивления на массу. Следовательно, видимо требуется согласование. По некоторым статьям в интернете пробовал использовать подтяжку к D+ в 1.5к, 15к, 1М. Ошибку монтажа можно исключить, проверил, в том числе всё убирая из цепочки мультиплексор - USB-UART работает корректно.

Реклама

Martian

Может, использовать соответствующий мультиплексор? например, SN74CB3Q3257PW. Supports Both Digital and Analog Applications:
USB Interface, Differential Signal Interface, Bus Isolation, Low-Distortion Signal Gating

Реклама

>TEHb<

Что осциллограф думает об этом всём?

Martian

Посмотреть D+ D- ?

Реклама

cocasola01

>TEHb<,
успешный коннект с USB-PC <-> USB-UART CP2102 (без мультиплексора)

с мультиплексором

Martian, учту. а как выйти из текущей ситуации с согласованием уровней? перепаять на текущей схеме уже не выйдет

Добавлено after 3 minutes 23 seconds:
Re: согласование уровней USB D+D- и USB-UART через мультиплексор

Martian писал(а):Посмотреть D+ D- ?

это видимо потому, что я в соседней ветке, про блоки питания, каждый шаг логировал осциллографом

Реклама

mont-oriol

https://www.edaboard.com/threads/diy-us ... st-1698904
cd4052 работала только с 1.5Mbps устройствами.
74HC4052 заработала с 12Mbps устройствами.

Реклама

cocasola01

либо, может кто нибудь знает мультиплексор, по схеме 2 в 4 и подходящий для USB Interface, Differential Signal Interface , аналогично этому, в корпусе TSSOP-16

Martian

https://www.edaboard.com/threads/diy-us ... ch.395502/ тут вот чувак проходил похожий путь

Добавлено after 1 minute 6 seconds:
[uquote="mont-oriol",url="/forum/viewtopic.php?p=4472816#p4472816"]74HC4052 заработала с 12Mbps устройствами.[/uquote] ага, по той ссылке она

Добавлено after 1 minute 3 seconds:
[uquote="cocasola01",url="/forum/viewtopic.php?p=4472817#p4472817"]либо, может кто нибудь знает мультиплексор, по схеме 2 в 4 и подходящий для USB Interface, Differential Signal Interface , аналогично этому, в корпусе TSSOP-16[/uquote] ну вот я выше приводил вариант от TI, можно его у них на сайте найти и рядом поглядеть на другие. Но и этот именно такой

Могу подарить парочку.

Добавлено after 3 minutes 33 seconds:
Re: согласование уровней USB D+D- и USB-UART через мультиплексор
а не, ошибся,им только 1 : 3 можно сделать...

cocasola01

mont-oriol, занимательная ссылка, делаю аналогичную схему и ключевое, что я вынес из переписки, в качестве рекомендаций было сказано:

The usb D+/D- needs full bidirectional (analog) connectivity between host and device

* install pull ups on the 4052 board
* Use GND / OPEN on the microcontroller board to control the A/B lines. The same way as you do with mechanical switches.

только не приводят номиналов, а статья оканчивается на том, что 74HC4052 лучше

Martian, не знаю как одновременно фильтровать условие "для usb"

mont-oriol

Лучше всего хаб использовать.

Martian

[uquote="cocasola01",url="/forum/viewtopic.php?p=4472825#p4472825"]как одновременно фильтровать условие "для usb"[/uquote]

Добавлено after 4 minutes 12 seconds:
[uquote="mont-oriol",url="/forum/viewtopic.php?p=4472828#p4472828"]Лучше всего хаб использовать.[/uquote] иногда не прокатывает, например, все устройства одинаковы и/или требуется работа (видимость в системе) одного.
Хотя в хабе тогда можно просто питание коммутировать...

cocasola01

mont-oriol, Martian, там по ссылке на вариацию с CD4052 оказывается есть вторая страница

, где вывод статьи был в том, что:

Test board I made as per artwork in my previous post, worked perfectly fine with replacing CD4052 with 74HC4052.

, где ключевое replacing , так как у меня плата готова, а функциональные схемы этих микросхем одинаковые, то полагаю, единственный вариант - заменить напрямую.

+ по частотам CD4052 Frequency Channel = 25 Mhz. 74HC4052 frequency response = 180 Mhz.

но остается вопрос по согласованию уровней, как я понял статью, у автора все заработало с 74HC4052

mont-oriol

MAX4618 ещё проверьте, она должна быть по всем параметрам лучше 74HC4052

cocasola01

mont-oriol, да, полностью взаимозаменяемые, по даташиту, так вообще вот, что сказано:

The MAX4617/MAX4618/MAX4619 are pin compatible
with the industry-standard 74HC4051/74HC4052/
74HC4053. In single-supply applications, they function identically and
have identical logic diagrams, although these parts differ electrically.

и как я понял, ключевая разница MAX461x в том, что у нее

Guaranteed 1Ω On-Resistance

против, 74HC405x -

Low ON resistance: 80 Ω (typical) at VCC  VEE = 4.5 V

СВ405x -

Drain to Source ON Resistance - 470 Ω VDD = 5

минусы тоже есть - цена, если брать Max в ЧипДИП - ~900-1500р/шт, в Китае - 10шт = 1200р., при этом 74HC405х (в зависимости от производителя) - 25р-56р/шт, в РФ.

Спасибо, буду знать.

mont-oriol

74HC4052 можно параллелить в два этажа, должно стать получше.
А max4618cue есть в мск по демократичной цене 100 руб. https://antelcom.ru/catalog/sklad/mikro ... ax4618cue/ , причём оригинал (на али это часто перемаркировка 74HC4052).

cocasola01

mont-oriol, оставлю обратную связь, на всякий случай, вдруг кому будет полезно.

74HC4052 - работает, завелось всё с полпинка.

(только сейчас в мой Усть-Залуповск пришли детали, поэтому отвечаю только сейчас.)

Добавлено after 6 hours 15 minutes 6 seconds:
[uquote="mont-oriol",url="/forum/viewtopic.php?p=4472985#p4472985"]max4618cue есть в мск по демократичной цене 100 руб.[/uquote]
не смог найти за 100р в мск. сайт не открывается. есть еще инфа где можно купить max4618 не за 1К+

vlasovzloy

Elitan.ru посмотри, они с физиками начали опять работать

cocasola01

[uquote="vlasovzloy",url="/forum/viewtopic.php?p=4481075#p4481075"]Elitan.ru посмотри, они с физиками начали опять работать[/uquote]

74LS00

Не очень понятно зачем делить один порт, у вас что дефицит USB ?
Переключатель нужен быстрый, так что врятли он дешевле.
UART микросхема стоит не дороже логики, так и поставьте USB хаб и комутируйте UART.

Тем более порт двунаправленый и нужен внешний сигнал переключения, так проще поставить реле.

74HC4052 аналоговый ключ, закупал на алике за копейки. Покупалась на эксперимент, но не пригодилась.
Покупать дороже 20р за КМОП логику экономически не оправдано, UART микросхема стоит 50р.

Asmodey

[uquote="cocasola01",url="/forum/viewtopic.php?p=4472784#p4472784"]скорости работы USB 1.1, USB 2.0 в зависимости от подтяжки[/uquote]
И от сопротивления открытых ключей. У некоторых мультиплексоров и "аналоговых" ключей оно может составлять сотни Ом, что крайне пагубно сказывается на передаваемых по USB интерфейсу сигналах.