[halfdoom 0]

а неизвестный потенциал на земле вашего прибора, пришедший с экрана через ваши конденсаторы связи и высокоомные резисторы утечки. Возьметесь за корпус/землю прибора и получите удар током...

 

Не стоит утрировать. В описанном вами случае гораздо более сильный удар током вы получите только взявшись за RJ-45 коннектор, еще никуда его не подключив. Если невозможно гарантировать потенциал экрана кабеля, то используется кабель без экрана со всеми вытекающими ограничениями. Все правила заземления необходимо соблюдать, иначе и до сумы недалеко.

[Гость @Ark]

1. Ethernet - необходимо ставить конденсатор и резистор, номиналом примерно в волновое сопротивление высокочастотных проводов кабеля. Есть рекомендации, то ли в Говарде Джонсе, то ли у Генри Отта, не помню точно, что при передаче высокочастотного сигнала по экранированному кабелю необходимо выполнять заземление по переменному току с двух сторон. В случае большой длины кабеля, во избежание постоянных токов по экрану при разности потенциалов земель приборов (а она также регламентирована, по-моему, даже в ПУЭ), необходимо использовать конденсатор, являющийся шунтом для переменного тока.

Теперь, что касается резистора в 1 МОм, его ставят для стекания статического заряда с экрана кабеля, что особенно важно при изгибе кабеля, так как происходит процесс трения между экраном и внешним диэлектриком.

Упущен один принципиальный момент - как организовано заземление экрана кабеля? Если кабель имеет самостоятельное заземление, независимое от подключаемого устройства - то ни каких возражений нет. Если же для этого используется заземление подключаемого устройства (которого может и не быть), то легко можете получить ситуацию, которую я описал выше...

По поводу соединения корпуса разъёма Ethernet с корпусом прибора - не знаю, но скорее всего лучше обеспечить изоляцию.

Если он подключается к экрану кабеля, то должен быть изолирован от всего остального в устройстве, в том числе корпуса, по изложенным причинам.

2. USB - земли устройств объединены внутри самого кабеля и посредством экрана. Но, во-первых, экран выполняет роль защитную. При соединении устройств происходит выравнивание потенциалов земель. Процесс выравнивания должен происходить до того, как соединятся питание и сигнальная земля внутри кабеля. Во избежание броска тока, создающего помехи и способного привести к выходу их строя оборудования (бросок тока же пройдёт не только по корпусу на землю, но и по земле печатной платы), ставят токоограничивающий элемент - индуктивность, она же ферритовая бусинка, которая по постоянному току является всего лишь низкоомным резистором. Вторая функция бусинки - подавление высокочастотных токов, возникающих при работе устройства, которые могли бы течь по экрану. Корпус USB разъёма должен быть соединён с корпусом устройства, который должен быть заземлён.

Все это работает, только при одном условии - подключаемое USB-устройство гарантированно не имеет каких-либо других электрических подключений, или гальванически развязано от них. О чем также писал. Иначе вместо выравнивания потенциалов при включении, можете получить выгорание одного из соединяемых устройств, либо обоих сразу.

... Все правила заземления необходимо соблюдать, иначе и до сумы недалеко.

Так, кто бы возражал против этого... Однако, приходится учитывать существующие реалии и наихудший расклад...

 

Изменено 28 сентября, 2011 пользователем @Ark

[Ant_m 0]

Я бы определился с приоритетами интерфейсов, поскольку ТС говорит что это телеком, то делаю предположение:

Ethernet - основной канал приема-передачи информации.

USB - вспомогательный, типа мониторинга, обновления прошивки и т.п.

 

Т.е если 802.3, не работоспособен, то устройство не выполняет свою главную функцию - прием-передачу информации по основному каналу связи. А вот если отвалился USB то это важно конечно, но не критично - устройство работает, только нет статистики или возможности обновить прошивку.

 

При таком раскладе главное обеспечить правильное функционирование 802.3 а не USB. Значит надо сделать так чтобы 802.3 гарантированно работал. На больших расстояниях правильность заземления и терминирования, думаю, будет играть большую роль...

Соответственно "правильностью" подключения USB нужно пожертвовать. Но никто не мешает сделать так, чтобы в случае необходимости, можно было восстановить цепи заземления USB в соответствии с требованиями(резистор, фильтр, ли что угодно - зависит от фантазии, на подключенный на корпус).

 

З.Ы в своих рассуждениях исходил что устройство это не 802.3 to USB переходник. Тогда как делать не знаю, наверное надо изолировать оба интерфейса.

[ViKo 1]

Во избежание броска тока, создающего помехи и способного привести к выходу их строя оборудования (бросок тока же пройдёт не только по корпусу на землю, но и по земле печатной платы), ставят токоограничивающий элемент - индуктивность, она же ферритовая бусинка, которая по постоянному току является всего лишь низкоомным резистором. Вторая функция бусинки - подавление высокочастотных токов, возникающих при работе устройства, которые могли бы течь по экрану.

Да какая там индуктивность - мелочь. Ограничивать скорость тока существенно не сможет. Вот второе - это правильно.

 

2 Victor®

По-моему, вы совершите ошибку, если изолируете корпус USB или корпус RJ45 от корпуса изделия.

Посмотрите вокруг - все стараются соединить земли, а не разъединить. Это неспроста.

P.S. обычно всё уже украдено разработано до нас - посмотрите на аналогичные изделия.

[MaxBMSTU 0]

Да какая там индуктивность - мелочь. Ограничивать скорость тока существенно не сможет. Вот второе - это правильно.

В AppNote'е от Micrel (http://www.micrel.com/_PDF/App-Notes/an-17.pdf) написано:

Ferrite beads are recommended in series with all power and ground connector pins.

Ferrite beads reduce EMI and limit the inrush current during hotattachment by attenuating high-frequency signals while dc current passes freely.

То есть не только для уменьшения EMI, но и от бросков пускового тока при подключении.

 

Упущен один принципиальный момент - как организовано заземление экрана кабеля? Если кабель имеет самостоятельное заземление, независимое от подключаемого устройства - то ни каких возражений нет. Если же для этого используется заземление подключаемого устройства (которого может и не быть), то легко можете получить ситуацию, которую я описал выше...

Честно говоря, не совсем понял, что Вы имеете в виду. Экран кабеля, предназначенного для передачи высокочастотных сигналов, должен быть по переменной составляющей заземлён с двух сторон. По поводу заземлений вообще - всё зависит от типа подключаемого оборудования. Например, в соответствии со стандартами электробезопасности, существует два класса устройств. Для устройств 1-ого класса наличие заземления ОБЯЗАТЕЛЬНО, для устройств 2-ог класса - НЕТ. Если Вы подключите экран кабеля напрямую от устройства, выполненного по 1-ому классу электробезопасности к устройству, выполненному по 2-ому классу, то Вы нарушите стандарт (незащищенная двойной или усиленной изоляцией земляная цепь придёт в устройство) и снизите класс устройства до 1-ого. Такое делать запрещено. Не знаю как в телекоме, но предполагаю, что там устройства изготавливаются по 1-ому классу, поэтому заземление должно быть ОБЯЗАТЕЛЬНО.

 

Все это работает, только при одном условии - подключаемое USB-устройство гарантированно не имеет каких-либо других электрических подключений, или гальванически развязано от них. О чем также писал. Иначе вместо выравнивания потенциалов при включении, можете получить выгорание одного из соединяемых устройств, либо обоих сразу.

Не совсем с Вами согласен по описанным выше причинам. Устройства выполненные по 1-ому классу, все имеют заземление и проблем здесь быть не должно. То что Вы писали о применении в силовых приложениях, там надо смотреть отдельно величину токов утечки, сопротивление заземления, сечение земляного провода по отношению к сечению питающих проводов и прочее. Несоблюдение хотя бы одного из этих норм автоматически приведёт к повышенной или 100% вероятности выхода устройства из строя.

[bookevg 0]

1) Обычно корпус RJ-45 Ethernet коннектора

соединяют с землей на плате через высоковольтный конденсатор 1-2 nF и паралельно ему резистор

порядка 1 MOhm.

2) Обычно корпус USB коннектора соединяют с землей на плате через дроссель (ferrite bead)

Мне кажется, что это абсолютно разные и взаимоисключающие подходы. Объясните на пальцах, почему так?

Вопрос решается проще - чем разведена демагогия на пару страниц.

Во первых, определяемся с областью применения разрабатываемого Вами технического средства (ТС).

Далее находим на класс, к которому относится ТС, необходимый ГОСТ.

Для примера, пусть наше ТС относится к классу НКУ.

Согласно требования ГОСТа для НКУ:

линии связи можно отнести к цепям, которые не связаны с главными цепями.

Если рабочее напряжение меньше 12В, то данные цепи д.иметь напряжение диэлектрической прочности ~250В.

Т.о. линии как Ethernet, так и линии USB д.обеспечивать работы при падении на них ~250В.

Отсюда следует, что нельзя соединять корпус разъема (как Ethernet-а, так и USB) с линиями канала связи, поэтому их надо соединять через емкость, но для этого надо найти общую точку канала связи:

для Ethernet - это точка симметрирования

для USB - это или GND или 5В

По данной идеологии строятся элементы защиты, которые способны выдерживать мкс помехи до 8кВ и 5кА

В моем случае - 2кА, пока нет прибора на 5кА.

Многие элементы защиты не выполняют требования ГОСТ по НКУ - пример, элемент грозозащиты канала связи RS485 Феникс контакт - если и выполняет, то необходимо применение внешнего конденсатора.

Наверное, сам бы занимался демагогией, если вот не пришлось делать НИОКР по разработке системы управления с точки зрения помехоустойчивости и соответствия ГОСТ-ам - до этого много не знал, особенно про нс помехи.

[MaxBMSTU 0]

Далее находим на класс, к которому относится ТС, необходимый ГОСТ.

Извините, но тот же USB не по ГОСТ сделан. На него свои стандраты есть и своя спецификация, которая, как уже отмечалось ранее Mikle Klinkovsky

требует соединения корпуса разъёма с корпусом прибора,

The shield must be terminated to the connector plug for completed assemblies. The shield and chassis are

bonded together. The user selected grounding scheme for USB devices, and cables must be consistent with

accepted industry practices and regulatory agency standards for safety and EMI/ESD/RFI.

поэтому Ваше предложение

Отсюда следует, что нельзя соединять корпус разъема (как Ethernet-а, так и USB) с линиями канала связи, поэтому их надо соединять через емкость, но для этого надо найти общую точку канала связи:

для Ethernet - это точка симметрирования

для USB - это или GND или 5В

не совсем корректно. И, заметьте, там (в USB) нет никаких емкостей.

 

P.S. А если посмотреть на материнскую плату компьютера, то там как раз корпус разъёма USB соединён с общим корпусом системного блока.

 

[ViKo 1]

Вопрос решается проще - чем разведена демагогия на пару страниц.

Если рабочее напряжение меньше 12В, то данные цепи д.иметь напряжение диэлектрической прочности ~250В.

Т.о. линии как Ethernet, так и линии USB д.обеспечивать работы при падении на них ~250В.

Я не уверен, что понятия диэлектрической прочности и обеспечение работоспособности - это одно и то же.

А номер ГОСТ какой? Почитать бы.

[MikleKlinkovsky 5]

Извините, но тот же USB не по ГОСТ сделан. На него свои стандраты есть и своя спецификация, которая, как уже отмечалось ранее Mikle Klinkovsky

требует соединения корпуса разъёма с корпусом прибора,

Во первых, соединение корпуса разъёма с корпусом прибора совершенно не означает что сигнальную землю надо содить на корпус.

Во вторых как я цитировал:

The user selected grounding scheme for USB devices, and cables must be consistent with

accepted regulatory agency standards for safety and EMI/ESD/RFI.

У нас это Ростест и ГОСТы.

 

А номер ГОСТ какой? Почитать бы.

Можно начать с этого:

ГОСТ 27570.0-87 Безопасность бытовых и аналогичных электрических приборов. Общие требования и методы испытаний.

[halfdoom 0]

не совсем корректно. И, заметьте, там (в USB) нет никаких емкостей.

P.S. А если посмотреть на материнскую плату компьютера, то там как раз корпус разъёма USB соединён с общим корпусом системного блока.

 

Наличие или отсутствие емкостной развязки для USB определяется ТУ. В персональных компьютерах она, в большинстве случаев, не нужна.

[MaxBMSTU 0]

Наличие или отсутствие емкостной развязки для USB определяется ТУ. В персональных компьютерах она, в большинстве случаев, не нужна.

ТУ - это описательный документ, а вот стандарты и стандартные методики испытаний - да, они могут определять. Если Вам известен номер стандарта в соответствии с которым необходима емкостная развязка для USB, прошу его огласить.

[bookevg 0]

Итог таков: корпус разъема сажаете на корпус, а вот сигнальные линии нет.

Причем тут емкостная развязка?

Есть требования к значению испытательного напряжения, которое ТС д.выдерживать относительно корпуса или относительно разных линий.

Конденсатор позволяет задать четкий уровень емкости, который бы не зависил от топологии печатной платы, и позволил разработчику выполнить требования по безопасности и помехоустойчивости.

[halfdoom 0]

ТУ - это описательный документ, а вот стандарты и стандартные методики испытаний - да, они могут определять.

Я не зря написал про ТУ. Если требуется уравнивание потенциалов земли через линию GND, не через экран, то ставится конденсатор и дополнительно решаются вопросы прохождения тестов на ESD (которые требуются далеко не всегда).

[polyakovav 0]

Из печального практического опыта следует, что заземлять USB ОБЯЗАТЕЛЬНО. Пользователи почему-то регулярно игнорируют рекомендации в РЭ о заземлении аппаратуры :( в результате взрываются контроллеры и симметрирующие дроссели.

Ethernet более живучий - с ним таких проблем не было.

[bookevg 0]

Из печального практического опыта следует, что заземлять USB ОБЯЗАТЕЛЬНО.

Что Вы понимаете под термином заземлять USB ОБЯЗАТЕЛЬНО?

Корпус разъема? Или GND USB?

Если последнее, то просто плохо разработали свое изделие, поэтому все и взрывается.