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Ethernet nació en la década de 1.970, No somos extraños hoy.. Ha aparecido en todos los rincones de la vida moderna. Tal vez es porque está en todas partes lo que lo hace misterioso.. Hoy., Editor de una revista Fábrica de PCB Uno de los ángeles revelará su misterio.
Las interfaces de red que usamos hoy son todas Ethernet, En la actualidad, la mayoría de los procesadores soportan la interfaz Ethernet. En la actualidad, Ethernet incluye principalmente tres interfaces 10.m, 10/100 metros, A razón de 1.000 m. 10 millones de solicitudes son pequeñas, Fueron reemplazados en gran medida por 10/100 metros. En la actualidad, El tipo de interfaz Ethernet de nuestros productos utiliza principalmente la interfaz RJ45 de par retorcido, Utilizado principalmente en el campo del control industrial. Debido a la particularidad del campo de control industrial, Estamos seleccionando dispositivos Ethernet y Diseño de PCB. Desde el punto de vista del hardware, the Ethernet interface circuit is mainly composed of MAC (Media Access Controlleroler) control and physical layer interface (Physical Layer, PHY). La mayoría de los procesadores incluyen control Mac Ethernet, Sin embargo, no se proporcionan interfaces de capa física, Por lo tanto, se necesita un chip físico externo para proporcionar un canal de acceso Ethernet. Frente a un circuito de interfaz tan complejo, Creo que todos los ingenieros de hardware quieren saber cómo se implementan los circuitos de hardware en PCB.
La figura 1 muestra las aplicaciones típicas de Ethernet. Nuestro Diseño de PCB La disposición y el cableado se realizan básicamente de acuerdo con el diagrama de bloques. Ahora usaremos este Diagram a de bloques para explicar en detalle los puntos clave del diseño y enrutamiento relacionados con Ethernet.
Figura 1 aplicaciones típicas de Ethernet
1. Figura 2 Diseño de PCB Diagrama de cableado del Circuito de referencia del transformador de Puerto de red no integrado en el conector de Puerto de red. La figura 2 muestra los puntos clave que requieren atención en el diseño y cableado del circuito Ethernet.
Figura 2: Diseño de PCB Y la referencia de enrutamiento para circuitos que no están integrados en el conector de Puerto de red
La distancia entre RJ45 y el transformador será lo más corta posible. Los osciladores de cristal deben mantenerse alejados de las interfaces, los bordes de los PCB y otros dispositivos de alta frecuencia, trazas o componentes magnéticos. La distancia entre el chip phy y el transformador debe ser lo más corta posible. Esto puede ser más difícil de cumplir teniendo en cuenta el diseño general, pero la distancia máxima entre ellos es de aproximadamente 10 ~ 12 cm. El principio de diseño del equipo se basa generalmente en la dirección del flujo de señal, no debe ser desviado;
El filtro de potencia del chip phy está diseñado de acuerdo con los requisitos del chip. Normalmente, los condensadores de desacoplamiento se colocan en cada terminal de alimentación. Pueden proporcionar una ruta de baja impedancia a la señal y reducir la resonancia entre la fuente de alimentación y el plano de tierra. Por lo tanto, debe asegurarse de que el área de bucle que consiste en condensador, traza, orificio y almohadilla de soldadura del condensador de desacoplamiento y derivación es lo más pequeña posible, y la Inductancia de plomo es lo más pequeña posible.
El condensador de filtro del grifo central en el lado del chip de la capa phy del transformador de Puerto de red debe estar lo más cerca posible del pin del transformador para asegurar el plomo más corto y la Inductancia de distribución mínima;
Resistencia de modo común y condensador de alta tensión cerca del grifo central en el lado de la interfaz del transformador del puerto de red, cableado corto y grueso (15 mm);
La puesta a tierra es necesaria a ambos lados del transformador: es decir, la base de conexión RJ45 y la bobina secundaria del transformador están conectadas a tierra por separado con una superficie de aislamiento superior a 100 mils, y no hay fuente de alimentación ni estrato de puesta a tierra bajo esta zona de aislamiento. El proceso de segmentación tiene por objeto lograr el aislamiento entre la primaria y la secundaria, y la interferencia de la fuente de control se acopla a la secundaria a través del plano de referencia;
Las líneas de alimentación y las líneas de señal de conducción de las luces indicadoras se encaminan adyacentes entre sí para minimizar el área del bucle. Cuando sea necesario, las luces indicadoras y las líneas diferenciales se separarán y mantendrán una distancia suficiente. Si hay espacio, puede ser separado por gnd;
Las resistencias y condensadores utilizados para conectar gnd y pgnd se colocarán en la zona de puesta a tierra.
2. La línea de señal Ethernet adopta la forma de par diferencial (Rx ± TX ± 1). La línea diferencial tiene una fuerte capacidad de supresión de modo común y una fuerte capacidad anti - interferencia, pero si el cableado es inadecuado, traerá una grave integridad de la señal. Problemas sexuales. Vamos a introducir los puntos de procesamiento de las líneas diferenciales uno por uno:
Dar prioridad al dibujo de los pares de diferencias RX y TX, mantener los pares de diferencias paralelos, de igual longitud y de corta distancia en la medida de lo posible, y evitar la perforación y el cruce. Debido a la distribución de pin, a través del agujero y el espacio de cableado, la longitud de la línea diferencial puede no coincidir, el tiempo se desplazará e introducirá interferencia de modo común, lo que reducirá la calidad de la señal. Por lo tanto, es necesario compensar el desajuste del par diferencial para igualar la longitud de la línea. La diferencia de longitud se controla generalmente dentro de 5 ML. El principio de compensación es compensar la diferencia de longitud;
Cuando la velocidad es alta, es necesario controlar la impedancia del par diferencial RX ± TX ± y la impedancia se controla normalmente en 100 ± 10%;
La resistencia de la terminal de señal diferencial (49,9 ω, algunos chips de capa phy pueden no ser necesarios) debe estar cerca de los pines RX? Y TX? De la capa phy para eliminar mejor la reflexión de la señal en el cable de comunicación;
El condensador de filtro en el par diferencial debe colocarse simétricamente, de lo contrario el modo diferencial puede convertirse en modo común, lo que resulta en ruido de modo común, y no debe haber línea de corte corto en el cableado para suprimir el ruido de alta frecuencia.
3.. Este Diseño de PCB El cableado de circuitos Ethernet con transformadores integrados en el conector es mucho más simple que sin integración. La figura 3 es Diseño de PCB and wiring reference diagram of the network port circuit with the integrated connector:
Figure 3 Network port Diseño de PCB Diagrama de referencia del cableado del conector integrado
Como puede verse en la figura anterior, la diferencia entre la figura 3 y la figura 1 es que se omite el convertidor de Puerto de red, y los demás son básicamente los mismos. La diferencia se refleja principalmente en la integración del transformador de Puerto de red en el conector, por lo que no es necesario dividir el plano de puesta a tierra, pero todavía tenemos que conectar la carcasa de la máquina integrada al plano de puesta a tierra continua.
El diseño y enrutamiento de Ethernet son aproximadamente los mismos. Está bien. Diseño de PCB T no sólo puede garantizar el rendimiento del circuito, Y mejorar el rendimiento del circuito.
