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zoom RSS DVB-TDAB+FM USB認識不具合について

<<   作成日時 : 2014/05/10 15:10   >>

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DVB-TDAB+FMのドングルを使っていると、時々認識しない場合がります。
その内、幾つかの原因について検討してみます。

1.USBコネクタの接触不良
 USBコネクタには、様々な品質の物が流通しているようです。見た目は金メッキなのですが、長期間使用していると、コンタクトの表面が黒っぽくなるような粗悪な物もあります。特に、屋外に出すと、様々な物質と水分によって、ニッケルメッキが錆びます。ニッケルメッキは、金メッキの下地として使われています。
 ニッケルの錆は、接触不良の大敵です。ドングルを屋外に設置する場合は、コネクタの接合部分にテープを巻く等の対策により、外気と分離する事が大切です。
 動作中は出来る限り、ドングルに触らない事も大切です。

2.USB規格と、DVB-TDAB+FMドングル
 今回の主要部分です。私が入手したDVB-TDAB+FMドングルは、全てUSB規格を満足していませんでした。
USBの規格には、様々な制約があります。その中で、USBデバイスは、PCやHUBから電源の供給を受けます。
対象のドングルは、このデバイス用の電源回路に問題があります。
まず、USB規格で定義されている電源回路を紹介します。
まず、PCやホスト側です。
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コネクタの電源(+5V)に120μF以上のコンデンサが接続されています。

次に、デバイス側を見てください。
画像
違いは、コンデンサの容量です。デバイス側は、最大10μFのコンデンサしか接続が許容されていません。対象のDVB-TDAB+FMドングルの電源部分の回路をトレースしてみました。
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USBコネクタには、0.1μFのコンデンサと、3.3V用の3端子レギュレータが接続されていました。(回路のR4やその他の付加部品は私の都合で追加してあります)ここまでは、USB規格を満足しています。ところが、3端子レギュレータ(AM1117-3.3)の出力に、220μFのコンデンサが接続されています。このコンデンサの影響を、コンデンサの容量を、10μF、47μF、220μFの3通りでシミュレーションしてみました。
画像
下側が、USBハブが供給する、+5V電源の電流波形です。説明を簡単にする為に、様々な条件を私の都合の良いように変更していますので、実際の波形とは大きく異なりますので注意してください。
220μFのコンデンサが付いていると、ピークで1Aを超える電流が短時間に流れます。これは、電解コンデンサを充電する為の電流です。USBの規格では、この短時間の大電流でも、5mのケーブルの先に付けたデバイスが安定して動作する必要がある為に、ホスト側のコンデンサの容量を大きくし、ケーブルの電線抵抗を下げて、さらに最大電流を制限するために、デバイスのコンデンサの容量を最小限にしているのです。
結果として、見た目では、USB規格を満足しているのですが、本来の規格を満足していません。
USB規格では、次のように定義されています。
デバイスの+5Vは、10μFのコンデンサと、並列に接続された、44Ωの抵抗で構成される負荷よりも軽減された特性が必要です。(意訳です。本当は、デバイスの+5Vのドロップ電圧で定義されています)

この影響で、古いUSB規格に忠実に作られた、HUBやノートPCでは、過電流検出のエラーが出て、デバイスの認識ができません。私の所有している、古いHUB(USB-HUB201SV)は、規格を忠実に守っているので、たまにエラー表示が出ます。(夏は出難いような気がします。)

対策は、最近のHUBを間に入れることです。(480MHzのUSBノイズが出る場合がありますので、注意してください。)

3.USBと電源制御
 USBに限らず、最近のPCは、OSを含めて、自動的にパワーセーブする機能を持っています。DVB-TDAB+FM ドングルを使っていると、パソコンの電源がいつまでも落ちない時もあります。しかし、たまにPCがスタンバイ状態になる時があります。どうも、電源制御の状態が、安定していないようです。これは、USBコントローラ用のドライバ、USBHUBの電源管理ファームウェア、デバイスのドライバ、他に接続されているUSBデバイス(特に同じHUBに接続されている場合)の全ての組み合わせで、発生するようです。完璧な対策は「無い策」です。
対処療法として、全てのUSBデバイスやコントローラの電源管理を無効にする方法があります。
方法については、ぐぐってください。

今、フロントエンドのフィルターを検討していますが、「おじさん工房」の昔のAPB-1に接続する、PRE-1の回路を検討しています。現在では入手できませんし、組み合わせないと、動作しない回路なので、考え中です。
ではまた。

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