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NAppkin Note:中断接地环路以保护USB数据传输

jli 員工 在 2014-9-25 建立的部落格貼文

USB的优点之一是能够通过USB端口为远程设备供电。然而,在某些工业应用中,设备往往采用不同的楼宇接地参考供电,这样USB电缆内的地线就可能会创建一条接地环路。在消费电子应用中,设备通过标准壁装插座共享接地,这不是一个大问题;在相对干净的电磁环境中,接地环路非常小,不会产生接地噪声。

 


但在某些工业应用中则并非如此。例如,一个过程控制系统可能从某座楼宇中的电源供电,而前面板可能位于完全不同的位置。当通过USB端口将PC连接到前面板(它可能使用本地电源)时,就可能创建一条数十甚至数百米的接地环路。电机或任何其它高功率设备产生的磁通量穿过此接地环路时,可能会在地线上感生电流噪声,从而破坏数据传输。如果该噪声足够大,设备甚至可能会因为电气过应力而受损。

 

传统上,为了避免这种问题,许多类型的工业通信标准(如RS-485 等)采用不含接地连接的差分信号传输,从而消除接地环路形成的可能性,将系统中的感应噪声和数据出错的可能性降至最低。然而,采用标准USB 电缆时,接地连接无法避免。唯一的办法是利用ADuM3160 或ADuM4160 等USB 隔离器来中断接地环路。这两款器件均能够对主机和外设USB 设备进行电流隔离,同时无缝支持两个系统彼此通信。

結果