オシロスコープでUSBトラフィックを表示するにはどうすればよいですか？

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USBマウスとオシロスコープ（PicoScope 3204）との通信を調べようとしています。スコープのグランドを2つのデータ信号線（Data +またはData-）のいずれかに接続すると、マウスがシャットダウンします。マウスは1995年のMicrosoft Homeデバイスであるため、USB 1.1を使用している必要があり、高速バージョンではありません。USBメモリスティックでも同じことを試してみましたが、同じ問題が発生しました。この問題を克服するために構築できる簡単な回路はありますか？

この目的のための洗練されたUSBテストフィクスチャがあることは承知していますが、これをデモ/実験として試しているので、最小限の自作ソリューションを探しています。

usb  oscilloscope 
— ディオミディス・スピネリス
ソース
オシロスコープの型番を書いていただけますか？
— パイプ
PicoScope 3204; これを質問に追加します。
— ディオミディススピネリス
1
70MHzは、USB信号を見るための帯域幅でもありません。
— マットヤング
@MattYoung-それは低速デバイスに十分です...
— ThreePhaseEel
1
— JYelton

回答:

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データラインを接地しないでください。それらは地上にあります。ロジックを超えて言う

USBは、データに差動伝送ペアを使用します。これはNRZIを使用してエンコードされ、データストリームの適切な遷移を保証するためにビットスタッフィングされています。低速およびフルスピードのデバイスでは、15Kオームの抵抗をグランドに引き下げてD +を2.8V以上、1.5Kオームの抵抗を3.6Vに引き下げて0.3V未満に引き下げることにより、差動「1」が送信されます。一方、差動「0」は、同じ適切なプルダウン/アップ抵抗で、2.8Vを超えるD-と0.3Vを下回るD +です。

スコープアースをUSBアースに接続する必要があります。そうしないと、信号の1つを殺してしまい、差動レシーバーは必要な位相反転を検出しません。

スコープをグランドに接続すると、単一のチャンネルスコープでD +またはD-を監視できます。デュアルチャネルスコープは両方を監視でき、データの送信時に位相反転が表示されるはずです。

— トランジスタ
ソース
USBグランドに関してデータラインを監視しようとしましたが、デジタルに見える（またはオシロスコープがUSBとしてデコードできる）信号を取得しなかったことに注意してください。
— ディオミディススピネリス
スコープにDCカップリングを選択しましたか？
— チュー
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USB D-がGNDではない理由は、この非常に有用な説明をご覧ください。USBデータペアをプローブする場合。GNDとUSB D-および/またはD +の間にスコープを接続する必要があります。

また、ほとんどのPCでは「GND」が接地されていることを忘れないでください。スコープのGNDリードも同様です。これは、オシロスコープを介して（アースを介して）USB D-を事実上GNDに接続しているため、シャットダウンの動作です。

— ハンス
ソース
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なるほどね！スコープの入力はグランド基準ではなく差動であると考えました。
— ディオミディススピネリス
まあ、彼らはプローブと地面の違いを測定しているということです。私の答えの編集をご覧ください。
— トランジスタ
申し訳ありませんが、ハンス、自分の答えの代わりにあなたの答えを編集しました！インターネットの動きが速すぎます！
— トランジスタ
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テスト中の機器の安全操作に関連する情報と参考資料をもう少し追加します。

テスト機器のグランドまたはシャーシをDUT（被試験デバイス）に接続する前に、常に非常に注意する必要があります。

次のような非常に悪いことが起こる可能性があります。

  • あなたまたは他の人を死の危険にさらす。
  • テスト機器を恒久的に損傷します。
  • テストした回路またはDUTを永続的に損傷します。

浮動試験装置と接地試験装置および安全性に関する興味深い参考資料。トピックは非常に幅広いため、ここで要約することはできません。

— jose.angel.jimenez
ソース
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スコープのグランドはUSB 0Vに接続されます[白いワイヤーを試してください。あなたが接続する0Vと低オームであることをコンピューターのシャーシにDCマルチメーターでテストする]

スコープで2つのチャネルの差ABが許可されている場合、usb + dataにはAを、usb -dataにはBを使用します。

PCとプリンターやWebカメラなどのアプライアンス間のトラフィックを常にテストします。usbは実行する前にハンドシェイクを採用するため、アプライアンスが必要です。絶縁体を削ってワイヤを露出させ、高インピーダンス（10 Meg）スコーププローブを試します。exposedい露出ケーブルで動作するように自己調整する場合があります。スコーププローブは見苦しく、240オームで終端されたプローブは、アプライアンスでの適切な終端からのハンドシェイクと競合するため、10MHzを超えるものがこのように動作することを期待しないでください。

USB-Cは私には不明です。方向を決定するための余分なスイッチがたくさんあるかもしれません。100ワットの電力線が何をするのかわかりません。USB-Cを避ける

— メフィスト
ソース
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2チャンネルのオシロスコープが必要です。次に、1つのチャネルをに接続D+し、もう1 つのチャネルをに接続しD-ます。互いに接続する2つのプローブの接地クリップ。次に、2つのチャネルを減算します：XY（差動信号であるため）。

— Rainer
ソース
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