Rancangan Elektronik - Rancangan papan litar PCB bagi litar antaramuka Ethernet

Berikut adalah perkenalan kepada papan litar PCB bagi litar antaramuka Ethernet:

Antaramuka rangkaian yang digunakan hari ini adalah semua antaramuka Ethernet, dan kebanyakan pemproses kini menyokong port Ethernet. Pada masa ini, Ethernet mengandungi tiga antaramuka 10M, 10/100M, dan 1000M mengikut kadar. Aplikasi 10M telah sangat sedikit, dan pada dasarnya mereka diganti dengan 10/100M. Pada masa ini, jenis antaramuka Ethernet produk kami terutama mengadopsi antaramuka RJ45 pasangan yang berputar, dan ia pada dasarnya digunakan dalam medan kawalan industri. Oleh sebab kelebihan medan kawalan industri, kami agak canggih dalam pemilihan peranti Ethernet dan rancangan PCB. Dari perspektif perkakasan, sirkuit antaramuka Ethernet terdiri terutamanya dari kawalan MAC (MediaAccess Controlleroler) dan antaramuka lapisan fizikal (PhysicalLayer, PHY). Kebanyakan pemproses termasuk kawalan MAC Ethernet, tetapi tidak menyediakan antaramuka lapisan fizikal, jadi cip fizikal luaran diperlukan untuk menyediakan saluran akses Ethernet. Hadapi sirkuit antaramuka yang rumit, saya percaya semua jurutera perkakasan mahu tahu bagaimana sirkuit perkakasan dilaksanakan pada papan sirkuit PCB.

Rancangan PCB adalah bentangan dan kabel menurut diagram blok ini. Di bawah kita akan menggunakan diagram blok ini untuk menjelaskan secara terperinci titik utama bentangan dan kabel litar antaramuka Ethernet.

1. Bentangan rancangan sirkuit rujukan PCB dan diagram wayar pengubah port rangkaian tidak terintegrasi dalam sambungan port rangkaian. Figur 2 berikut memperkenalkan titik yang perlu diberikan perhatian kepada bentangan dan kabel litar Ethernet.

a) Jarak antara RJ45 dan pengubah seharusnya singkat yang mungkin. Oscilator kristal sepatutnya jauh dari antaramuka, pinggir PCB dan peranti frekuensi tinggi lain, jejak atau komponen magnetik. Jarak antara cip lapisan PHY dan pengubah sepatutnya singkat yang mungkin, tetapi kadang-kadang untuk mempertimbangkan bentangan keseluruhan, ini mungkin lebih sukar untuk dipenuhi, tetapi jarak maksimum diantaranya adalah kira-kira 10~12cm. Prinsip bentangan peranti adalah biasanya meletakkannya mengikut arah aliran isyarat, dan tidak pergi sekeliling;

b) Penapis kuasa cip lapisan PHY dirancang mengikut keperluan cip. Biasanya, kondensator pemisah ditempatkan pada setiap terminal kuasa. Mereka boleh menyediakan laluan impedance rendah bagi isyarat untuk mengurangkan resonansi antara bekalan kuasa dan pesawat tanah, untuk membuat kondensator Main peran pemisahan dan bypass, jadi diperlukan untuk memastikan kawasan loop yang terdiri dari kondensator, jejak, vias, dan pads pemisahan dan bypass kondensator adalah sebanyak yang mungkin, dan induktan lead adalah sebanyak yang mungkin;

C) Kondensator penapis dari tekan tengah sisi cip lapisan PHY pengubah port rangkaian ke tanah seharusnya sebanyak yang mungkin dengan pin pengubah untuk memastikan pemimpin yang paling pendek dan induktan yang paling kecil yang disebarkan;

D) Keperlawanan mod umum dan kondensator tegangan tinggi di sisi antaramuka pengubah port rangkaian ditempatkan dekat dengan tapak tengah, dan kawat pendek dan tebal (â¥15mil);

E) Kedua-dua sisi penukar perlu ditandai: iaitu, sambungan RJ45 dan kola sekunder penukar menggunakan tanah terpisah terpisah, kawasan pengasingan lebih dari 100 mil, dan tiada bekalan tenaga dan lapisan tanah di bawah kawasan pengasingan ini. Proses segmen ini adalah untuk mencapai pengasingan antara utama dan sekunder, dan gangguan dari sumber kawalan dipasang ke sekunder melalui pesawat rujukan;

F) Garis kuasa cahaya penunjuk dan garis isyarat pemacu dijalurkan bersebelahan satu sama lain untuk minimumkan kawasan loop. Cahaya penunjuk dan garis perbezaan patut dipisahkan sesuai dengan yang diperlukan, dan kedua-dua patut disimpan pada jarak yang cukup. Jika ada ruang, ia boleh dipisahkan oleh GND;

G) Penegang dan kondensator yang digunakan untuk menyambung GND dan PGND perlu ditempatkan di kawasan segmen tanah.

2. Garis isyarat Ethernet dalam bentuk pasangan berbeza (Rx ±, Tx ±). Garis berbeza mempunyai kekuatan penolakan mod-umum yang kuat dan kemampuan anti-gangguan yang kuat. Bagaimanapun, jika kabel tidak sesuai, ia akan membawa integriti isyarat serius. Masalah seksual. Mari kita perkenalkan titik pemprosesan garis perbezaan satu per satu:

A) Berikan keutamaan untuk melukis pasangan perbezaan Rx ±, Tx ±, cuba untuk menjaga pasangan perbezaan selari, panjang sama, dan jarak pendek, dan mengelak vias dan salib. Kerana faktor seperti distribusi pin, vias, dan ruang kabel, panjang garis perbezaan mungkin tidak sepadan, masa akan dipindahkan, dan gangguan mod umum akan diperkenalkan, yang akan mengurangi kualiti isyarat. Oleh itu, perlu membalas ketidaksepadan pasangan perbezaan untuk membuat panjang garis sepadan. Perbezaan panjang biasanya dikawal dalam 5 mil. Prinsip pembayaran adalah di mana perbezaan panjang dibayar;

B) Apabila keperluan kelajuan tinggi, kawalan pengendalian pasangan perbezaan Rx ±, Tx ± diperlukan, biasanya pengendalian dikawal pada 100Ω±10%;

C) Keperlawanan penghentian isyarat berbeza (49.9Ω, beberapa cip lapisan PHY mungkin tidak) mesti diletakkan dekat dengan pins Rx ± dan Tx ± cip lapisan PHY, yang lebih baik menghapuskan refleksi isyarat dalam kabel komunikasi;

D) Kondensator penapis pada pasangan perbezaan mesti diletakkan secara simetrik, jika tidak mod perbezaan boleh ditukar ke mod biasa, menyebabkan bunyi mod biasa, dan mesti tiada barang semasa menjalankan laluan, supaya terdapat penghalangan yang baik bunyi frekuensi tinggi.

Garis isyarat Ethernet dalam bentuk pasangan berbeza (Rx ±, Tx ±). Garis berbeza mempunyai kekuatan penolakan mod-umum yang kuat dan kemampuan anti-gangguan yang kuat. Namun, jika kabel tidak sesuai, ia akan menyebabkan masalah integriti isyarat serius.

3. Bentangan dan kabel PCB bagi litar Ethernet dimana pengubah disertai dalam sambungan jauh lebih mudah daripada litar Ethernet tidak disertai.

Bentangan dan kabel Ethernet mesti sekitar ini. Bentangan dan kabel PCB yang baik tidak hanya boleh memastikan prestasi sirkuit, tetapi juga meningkatkan prestasi sirkuit. Aras penulis terbatas. Sila betulkan saya jika anda kurang daripada ia.