Emetteur-récepteur radioamateur et liaison par port USB : Risque de destruction de port (Yaesu, Icom, Kenwood, etc...)

Il s'agit d'un cas très classique lié à la différence de potentiel pouvant exister
entre les masses de deux équipements, en l’occurrence l'émetteur-récepteur
et l'ordinateur.

Un ordinateur portable ou fixe présente un potentiel de l'ordre de la moitié de
la tension secteur sur son châssis lorsque ce dernier n'est pas relié à la terre.
Pour s'en rendre compte, il suffit de prendre un voltmètre pour mesure de tension
alternative entre le châssis de l'ordinateur et une prise de terre. En cas d'absence
de terre dans la pièce de l'ordinateur, il suffit de prendre une rallonge électrique.
Ce phénomène est lié au filtre d'entrée secteur dont les condensateurs phase/châssis
et neutre/châssis créent un... diviseur de tension. La tension mesurée sera de l'ordre
de 110 volts.

Les émetteurs-récepteurs sont quant à eux généralement reliés à la terre, soit
par liaison de terre, soit par le feeder (parfois les deux...) et le problème survient
alors dans deux cas :

. En cas de branchement sous tension de la liaison USB
. En cas de débranchement sous tension de la liaison USB

En effet, à ce moment-là les masses des deux équipements, une à 110V et l'autre
à la terre voit leurs potentiels variés brutalement, générant une impulsion fatale
au port USB de l'émetteur et/ou de l'ordinateur.

Pourquoi la majorité des radioamateurs ne rencontrent pas ce problème :

La majorité du temps, les masses des deux équipements sont reliées entre
elles par le bloc multiprise secteur commun, ou plus généralement les deux
équipement sont reliés à la terre.

Certains radioamateurs réalisent leurs branchements équipement éteints
ce qui fait que les masses sont reliées entre elles via cette liaison USB.
Ce dernier cas est une mauvaise idée.

En effet, la liaison est une liaison fragile, de contact et les connexions d'une
prise USB peut faire l'objet d'un micro-rebond en cas de déplacement d'un
élément sans le débrancher provoquant une rupture rapide de liaison.
Une vue de l'esprit ..? Non, voici un exemple concret suite à déplacement
de quelques centimètres sans débranchement d'une clé USB RTL-SDR R820T2.
La disparition de la réception a été immédiate : Cliquer ici

Bref, en cas de liaison USB amovible, il faut absolument une liaison de masse
entre les deux équipements, fixe et non amovible. Dans le cas présent, si cette
liaison n'est pas réalisée via le bloc secteur, un fil vissé sur le châssis de
l'émetteur et un autre vissé sur l'ordinateur.

Je parle bien de liaison de masse, pas de terre, bien que souvent la masse
des équipements se trouve à la terre...

Se méfier des portables dont l'alimentation peut être reliée à la terre
mais dont le châssis de l'ordinateur peut présenter une tension non nulle.
Réaliser une mesure de vérification par sécurité avant toute interconnexion.

Un autre cas possible de destruction de port USB est une surtension remontant via le secteur ou
la ligne ADSL via le routeur, puis via l'ordinateur avant d'atteindre l'émetteur...

Enfin, un cas moins grave, qui n'est pas d'origine électrique, c'est tout simplement une non-reconnaissance
du driver ou modification du driver (suite à une mise à jour de Windows par exemple...).

Sinon, pour limiter les tensions induites sur les câbles USB par des champs HF proches, ne pas lésiner
sur la qualité des câbles USB. Adopter des câbles USB blindés. C'est généralement le cas des modèles
prévus pour l' USB3. 

Si avec un aimant vous pouvez attirer le câble USB, c'est qu'il est composé de fer. A fuir...

Cas ayant potentiellement une de ces origines :

TK4LS a écrit:Suddenly, my TS-590S stopped communicating with my computer. It's no longer recognized by the computer.
When I plug in the usb cable, I got a new "usb unknown device" in the device manager, nothing more.
I tried with other PC, other usb cable, reset,... and got the same result.
After a diagnosis on the control unit board and depending to the schematic diagram, VBUS line is ok, 5V.
The 33D line seems to be ok, Q902 is ok, 3.2V on pin #6 when usb cable connected.
IC904 is ok, 3.2v on pin #4 when usb cable connected.
IC905 (USB-HUB), all voltages measures are pretty good (3.2V on all vdd pins) expect pin #12 & #16 0V.
These pins should drive respectively Q903 & Q904.

Q903 & Q904 do not switch, therefore IC903 (CODEC) & IC906 (USB-UART BRIDGE) can not work.

Is IC905 is dead ?

If IC903 and/or IC906 were damaged, usb-hub could not be unrecognized by the PC ?

No COM port related to the TS590.
Only "usb unknown device" appears on the device manager.

Indeed, the weather was stormy.
The antenna was disconnected but the usb cable was still connected to the PC on.
Power supply was probably off.

73s Laurent

K1HMS a écrit:Check IC904, it is nearly always the first to go.  It is a 2 input AND.  If INA AND INB are high then the OUTy better be high.  If not then it is no longer a AND, it has become a NAND which is bad.

Also the normal current for 33D is 90 to 110ma.  Most dead boards are 220ma or more.

w2nkPS a écrit:Last night my 590SG suddenly stopped communicating with my Win10 computer while using HRD 5.0.I've tried rebooting, etc. but nothing seems to work.
I know there has been quite a bit about this in the past but didn't pay that much attention since I wasn't at the time trying to be connected.
From what I recall, it is a fairly expensive fix involving sending the rig back in for a change out some USB board.
Is there a simple way for a non-computer person to verify whether I've blown the chip or whatever it is that has been causing grief for others?
We haven't had any electrical storms recently and nothing else has been changed by me.
73,Kathy

Solution par isolement galvanique ?
C'est un possibilité que je n'ai pas retenue quant à moi, préférant la mise solide au même potentiel des équipements
dont je vous ai parlé ci-dessus car la BF classique n'est isolable que par transformateur qui rogne une partie du signal,
ce qui n'est pas gênant pour les modes numériques, mais un peu plus pour réaliser des enregistrements BF audio fidèle...

Néanmoins des interfaces d'isolement galvanique de liaison USB existe qui ne fonctionne qu'en USB2 maxi, ce qui
n'est pas vraiment gênant au moment de la rédaction de cet article et qui génère parfois un bruit de bande supplémentaire
qui ne se repère pas parfois du premier coup d’œil. Il faut couper ou mettre l'interface en fonction pour s'en rendre compte.
Là on peut retirer à chaud l'interface vu quelle est isolée galvaniquement.

Enfin je décline toute responsabilité en cas de perte instantanée d'une fonction d'un de vos équipements...
 

M1SLH écrit avoir testé avec succès, sans QRM supplémentaire sur les bandes radioamateurs cette interface : [url=http://www.g4zlp.co.uk/unified/USB Isolator.htm]Site de g4zlp - Cliquer ici[/url]
(pour isoler galvaniquement son TS590)

Un autre retour d'expérience, négatif quant à lui :

N2IC a écrit:I tried a commercial USB optoisolator a few years ago. It generated too much RF noise. I have a large contesting antenna farm, with the closest HF antenna 75 feet away. I hear no noise from any of the switching power supplies in the house, yet the optoisolator QRM was very strong on the HF bands.
73,
Steve

Un autre positif :

SP8BAI a écrit:And I made myself a USB insulation using ADUM4160 system with voltage
converter AM1P-0505S-NZ. This system works at a maximum speed of 12Mb / s.
There is no additional noise or distortion in the HF band in this circuit.
73! de Jack

Ce dernier retour d'expérience permet de trouver des interfaces sur eBay :
https://www.ebay.fr  et mot clé adum4160

Il faudra blinder le montage car dans le cas contraire, cela conduit à la constatation de N2IC.
Evidemment, ne pas relier les masses des deux prises USB de l'interface...


Laine de verre + boitier métallique relié à la terre ?


Pourquoi laine de verre ? Contrairement à d'autres isolants, nous sommes certains que
cela ne prenne pas feu... Bref à vérifier la température de cet interface qui est dotée
d'une petite alimentation à découpage pour générer du 5V. La laine de verre est clairement
plus sécurisante, comme dans les microphones, où certains préfère placer à l'intérieur du
coton hyper inflammable...