Elektronik tasarım - PCB devre board design of Ethernet interface circuit

The following is an introduction to the PCB circuit board design of the Ethernet interface circuit:

Bugün kullanılan ağ arayüzleri tüm Ethernet arayüzleri ve şu anda çoğu işlemci Ethernet limanlarını destekliyor. Şu anda, Ethernet'in genellikle 10 M, 10/100M ve 1000M arası üç arayüzü vardır. 10 M uygulamaları çok az oldu ve basitçe 10/100M ile değiştiriler. Şu anda, ürünlerimizin Ethernet arayüzü türü genellikle karışmış çift RJ45 arayüzünü kabul ediyor ve basit olarak endüstri kontrol alanında kullanılır. Sanayi kontrol alanının partikuları yüzünden Ethernet aygıtlarının ve PCB tasarımının seçiminde oldukça sofistikleştirilmişiz. From the perspective of hardware, the Ethernet interface circuit is mainly composed of MAC (MediaAccess Controlleroler) control and physical layer interface (PhysicalLayer, PHY). Most processors include Ethernet MAC control, but do not provide a physical layer interface, so an external physical chip is needed to provide an Ethernet access channel. Böyle karmaşık bir arayüz devresiyle karşılaştığına inanıyorum ki tüm donanım mühendislerinin PCB devre masasında donanım devresinin nasıl uygulandığını bilmek istiyorlar.

PCB tasarımı, basit olarak bu blok diagram ına göre dizayn ve düzenlemedir. Aşağıda bu blok diagram ını Ethernet arayüz devresinin en önemli noktalarını detayla açıklamak için kullanacağız.

1. Ağ liman dönüştürücüsünün referans devre PCB tasarım düzeni ve düzenleme diagram ı ağ liman bağlantısında integrasyon edilmedi. Aşağıdaki 2. şekilde Ethernet devresinin düzenlemesine ve düzenlemesine dikkat edilmeli noktaları tanıtır.

a) RJ45 ile transformatör arasındaki mesafe mümkün olduğunca kısa olmalı. Kristal oscillatörü arayüzden, PCB kenarından ve diğer yüksek frekans aygıtlarından uzak olmalı, izler veya manyetik komponentlerden. PHY katı çipi ve transformatörü arasındaki mesafe mümkün olduğunca kısa olmalı, fakat bazen bütün düzeni düşünmek için bu tatmin etmek daha zor olabilir, fakat onların arasındaki maksimum mesafe yaklaşık 10~12cm. Aygıt düzenlemesinin prensipi, genelde onları sinyal akışı yönüne göre yerleştirmek ve etrafta dolaşmak.

b) PHY katı çipinin güç filtrü çipinin ihtiyaçlarına göre tasarlanmış. Genelde her güç terminal üzerinde bir çözümleme kapasitörü yerleştirilir. Elektrik tasarımı ve yeryüzü uça ğı arasındaki rezonans azaltması için sinyal düşük impedans yolunu sağlayabilirler ki, kapasitörü ayrılma ve geçiş rolünü yapmak için, bu yüzden kapasitörler, izler, vialar ve kapasitörlerin oluşturduğu döngü alanının mümkün olduğunca küçük olmasını sağlamak için gerekli, ve ön induktans mümkün olduğunca küçük olması gerekiyor.

C) Ağ limanın dönüştürücüsünün PHY katmanının orta tarafından filtr kapasitörü, en kısa yolu ve en küçük dağıtılmış indukatörü sağlamak için transformer pine en yakın olmalı;

D) Ağ liman dönüştürücüsünün arayüzü tarafındaki ortak rejim dirençliği ve yüksek voltaj kapasitesini merkez tap ının yakınlarına yerleştirir ve sürüştürücü kısa ve kalın (â 137mil);

E) Transformatörün her iki tarafı temel edilmeli, yani RJ45 bağlantısı ve dönüştürücünün ikinci boğazı ayrı ayrı ayrı bir toprak kullanır, izolasyon bölgesi 100milden fazlasıdır ve bu izolasyon bölgesinin altında güç sağlığı ve yer katı yok. Bu bölüm süreci ilk ve ikinci bölüm arasındaki ayrılığı sağlamak ve kontrol kaynağındaki araştırmaları referens uçağından ikinci bölüme bağlanır;

F) İşaretçi ışığının ve sürücü sinyal çizgisinin güç çizgisini birbirlerine yakın yönlendirildi, dönüş alanını azaltmak için. İşaretçi ışığı ve farklı çizgi gerekli olarak ayrılmalı ve ikisi yeterli bir mesafede tutmalı. Eğer uzay varsa, GND tarafından ayrılabilir;

G) GND ve PGND'i bağlamak için kullanılan dirençler ve kapasiteler yeryüzü bölümleme alanına yerleştirilmeli.

2. Ethernet signal lines are in the form of differential pairs (Rx±, Tx±). Differential lines have strong common-mode rejection and strong anti-interference ability. Ancak, eğer uçuş yanlış değilse, ciddi sinyal bütünlüğünü getirecek. Seksüel sorunlar. Diferenciel çizginin işleme noktalarını birbirine tanıştırayım:

A) Rx ±, Tx ± farklı çiftleri çizmek için öncelik verin, farklı çiftleri paralel, eşit uzunluğu ve kısa uzakta tutmayı deneyin, ve vias ve crosses'dan kaçın. Pin dağıtımı, vialar ve yönlendirme alanı gibi faktörler yüzünden farklı çizginin uzunluğu eşleşmeyecek, zamanlama değiştirilecek ve ortak mod araştırmaları tanıtılacak, bu da sinyal kalitesini azaltır. Bu yüzden, çizgi uzunluğu eşleştirmek için farklı çiftin eşleşmesini ödülletmek gerekiyor. Uzun farkı genelde 5 mil içinde kontrol edilir. Ödüllendirme prensipi, uzunluğun farklılığı ödüllendirildiği yerdir;

B) Hızlık ihtiyacı yüksek olduğunda, Rx ±, Tx ± farklı çift kontrolü gerekiyor, genelde impedans yüzde 100Ω±10%'de kontrol edilir;

C) Farklı sinyal sonlandırma dirençliği (49.9Ω, bazı PHY katı çipleri olamaz) PHY katı çiplerinin Rx ± ve Tx ± pinlerine yakın yerleştirilmesi gerekir, bu da iletişim kabelinde sinyal refleksiyonunu daha iyi silebilir;

D) The filter capacitors on the differential pair must be placed symmetrically, otherwise the differential mode may be converted to common mode, causing common mode noise, and there must be no stubs when routing, so as to have good suppression of high frequency noise.

Eternet sinyal çizgileri farklı çift şeklinde (Rx ±, Tx ±). Differential lines have strong common-mode rejection and strong anti-interference ability. However, if the wiring is improper, it will cause serious signal integrity problems.

3. Eternet devresinin PCB düzeni ve düzenlenmesi, dönüştürücünün bağlantısında integrasyon olmayan Ethernet devresinden daha basittir.

The Ethernet layout and wiring must be roughly these. İyi PCB tasarlama ve düzenleme sadece devre performansını sağlayabilir, ama devre performansını da geliştirebilir. Yazının seviyesi s ınırlı. Lütfen kısa olsanız beni düzeltin.