Diseño electrónico - Diseño de la placa de circuito PCB del Circuito de interfaz Ethernet

La siguiente es una introducción al diseño de la placa de circuito PCB del Circuito de interfaz ethernet:

Las interfaces de red utilizadas actualmente son interfaces ethernet, y la mayoría de los procesadores soportan actualmente puertos ethernet. En la actualidad, la División de Ethernet por velocidad incluye principalmente tres interfaces: 10m, 10 / 100m y 1000m. Hay pocas aplicaciones de 10m, básicamente reemplazadas por 10 / 100m. En la actualidad, el tipo de interfaz Ethernet de nuestros productos utiliza principalmente la interfaz RJ45 de par trenzado, que se utiliza básicamente en el campo del control industrial. Debido a las particularidades en el campo del control industrial, somos bastante maduros en la selección de equipos Ethernet y el diseño de pcb. Desde el punto de vista del hardware, el circuito de interfaz Ethernet se compone principalmente del control Mac (controlador de acceso a medios) y la interfaz de capa física (capa física, phy). La mayoría de los procesadores incluyen el control Mac ethernet, pero no proporcionan una interfaz de capa física, por lo que se necesitan chips físicos externos para proporcionar canales de acceso ethernet. Frente a un circuito de interfaz tan complejo, creo que todos los ingenieros de hardware quieren saber cómo se implementa el circuito de hardware en la placa de circuito pcb.

El diseño de PCB se basa básicamente en este diagrama de bloques para el diseño y el cableado. A continuación usaremos este diagrama de bloques para explicar en detalle el diseño y los puntos de cableado del Circuito de interfaz ethernet.

1. diseño de diseño de PCB de circuito de referencia y dibujo de cableado del convertidor de Puerto de red que no está integrado en el conector de Puerto de red. La siguiente figura 2 muestra el diseño del circuito Ethernet y varios puntos a los que hay que prestar atención en el cableado.

A) la distancia entre el RJ45 y el transformador debe ser lo más corta posible. Los osciladores de cristal deben mantenerse alejados de la interfaz, los bordes de los PCB y otros equipos de alta frecuencia, rastros o componentes magnéticos. La distancia entre el chip de capa phy y el convertidor debe ser lo más corta posible, pero a veces puede ser más difícil de satisfacer teniendo en cuenta el diseño general, pero la distancia máxima entre ellos es de unos 10 a 12 cm. El principio de diseño del equipo es colocarlo generalmente de acuerdo con el flujo de la señal y no moverse;

B) el filtro de potencia del chip de capa phy está diseñado de acuerdo con los requisitos del chip. Por lo general, se coloca un capacitor de desacoplamiento en cada terminal de alimentación. Pueden proporcionar rutas de baja resistencia a la señal para reducir la resonancia entre la fuente de alimentación y el plano de tierra, lo que permite al capacitor desempeñar el papel de desacoplamiento y derivación, por lo que es necesario garantizar que el área del bucle compuesto por condensadores, rastros, agujeros y almohadillas de desacoplamiento y derivación sea lo más pequeña posible, y la inducción del cable sea lo más pequeña posible;

C) los condensadores de filtro que vayan desde el grifo central del lado del chip de la capa phy del transformador del puerto de red hasta el suelo deben estar lo más cerca posible del pin del transformador para garantizar el cable más corto y la menor inducción distribuida;

D) resistencia de modo común y condensadores de alta tensión en el lado de la interfaz del transformador en el puerto de la red cerca del grifo central, con cableado corto y grueso (à 15 mil);

E) ambos lados del transformador requieren puesta a tierra: es decir, el conector RJ45 y la bobina secundaria del transformador utilizan una puesta a tierra aislada separada, con una zona de aislamiento superior a 100 mil, sin fuente de alimentación ni formación de puesta a tierra bajo esta zona de aislamiento. Este proceso de División es para lograr el aislamiento entre primaria y secundaria, y la interferencia de la fuente de control se acopla a la secundaria a través del plano de referencia;

F) los cables de alimentación y los cables de señal de conducción de los indicadores se encaminan adyacentes entre sí para minimizar el área del circuito. Los indicadores y las líneas diferenciales deben separarse según sea necesario y los dos deben mantenerse a una distancia suficiente. Si hay espacio, se puede separar a través de gnd;

G) las resistencias y condensadores utilizados para conectar gnd y pgnd deben colocarse en una zona dividida a tierra.

2. el cable de señal Ethernet adopta la forma de par diferencial (rx +, TX +). La línea diferencial tiene una fuerte capacidad de supresión de modo común y una fuerte capacidad de anti - interferencia. Sin embargo, si el cableado no es adecuado, traerá una grave integridad de la señal. Problemas sexuales. Vamos a presentar los puntos clave del tratamiento de la línea diferencial uno por uno:

R) priorizar el dibujo de parejas diferenciales RX ± y TX ± y tratar de mantener las parejas diferenciales paralelas, iguales y cortas distancias para evitar agujeros y cruces. Debido a factores como la distribución del pin, el agujero y el espacio de cableado, es probable que la longitud de la línea diferencial no coincida, el tiempo se desviará e introducirá interferencia de modo común, lo que reducirá la calidad de la señal. Por lo tanto, es necesario compensar el desajuste de los pares diferenciales para que la longitud de la línea coincida. La diferencia de longitud generalmente se controla dentro de 5 ML. El principio de compensación es compensar la diferencia de longitud;

B) cuando los requisitos de velocidad son altos, es necesario controlar la resistencia de los pares diferenciales RX ± y TX ± y, por lo general, la resistencia se controla en 100 ± 10%;

C) la resistencia del terminal de señal diferencial (49,9 islas, algunos chips de capa phy pueden no) debe colocarse cerca de los pines RX ± y TX ± del chip de capa phy, lo que puede eliminar mejor el reflejo de la señal en el cable de comunicación;

D) los condensadores de filtro en el par diferencial deben colocarse simétricamente, de lo contrario el modo diferencial puede convertirse en modo común, causando ruido de modo común, y no debe haber cortes cortos en el cableado para tener una buena inhibición del ruido de alta frecuencia.

El cable de señal Ethernet adopta la forma de par diferencial (rx +, TX +). La línea diferencial tiene una fuerte capacidad de supresión de modo común y una fuerte capacidad de anti - interferencia. Sin embargo, si el cableado no es adecuado, causará graves problemas de integridad de la señal.

3. el diseño de PCB y el cableado de los circuitos Ethernet que integran el transformador en el conector son mucho más simples que los circuitos Ethernet no integrados.

El diseño y el cableado de Ethernet deben ser aproximadamente los siguientes. Un buen diseño y cableado de PCB no solo puede garantizar el rendimiento del circuito, sino también mejorar el rendimiento del circuito. El nivel de autor es limitado. Si te falta, corrijame.