電路設計 - 以太網介面電路的PCB電路板設計

以下是對 PCB電路板 design of the Ethernet interface circuit:

現時使用的網路介面都是以太網介面，大多數處理器現時支持以太網埠。 現時，以太網按速率主要包括10M、10/100米和1000M3種介面。 10M的應用很少，基本上被10/100米所取代。 現時，我們產品的以太網介面類別型主要採用雙絞線RJ45介面，基本用於工業控制領域。 由於工業控制領域的特殊性，我們在以太網設備的選擇和PCB設計方面相當成熟。 從硬體角度來看，以太網介面電路主要由MAC（MediaAccess Controller ler）控制和實體層介面（PhysicalLayer，PHY）組成。 大多數處理器包括以太網MAC控制，但不提供實體層介面，囙此需要外部物理晶片來提供以太網訪問通道。 面對如此複雜的介面電路，我相信所有的硬體工程師都想知道硬體電路是如何在PCB電路板上實現的。

PCB設計基本上是根據此框圖進行佈局和佈線。 下麵，我們將使用此框圖詳細解釋以太網介面電路的佈局和佈線要點。

1.未集成在網絡埠連接器中的網絡埠變壓器的參攷電路PCB設計佈局和接線圖。 下圖2介紹了以太網電路的佈局和佈線需要注意的要點。

a) The distance between the RJ45 and the transformer should be as short as possible. 晶體振盪器應遠離介面, PCB邊緣 和其他高頻設備, 痕迹或磁性成分. 實體層晶片和變壓器之間的距離應盡可能短, 但有時考慮整體佈局, 這可能更難滿足, 但它們之間的最大距離約為10～12cm. 設備佈局的原則通常是根據訊號流方向放置, 不要到處走動；

b）根據PHY層晶片的要求設計了功率濾波器。 通常，在每個電源端子上放置去耦電容器。 它們可以為訊號提供低阻抗路徑，以减少電源和接地層之間的諧振，以使電容器發揮去耦和旁路的作用，囙此必須確保由去耦和旁路電容器的電容器、跡線、過孔和焊盤組成的回路面積盡可能小，引線電感盡可能小；

C）從網絡埠變壓器實體層晶片側的中心抽頭到地面的濾波電容器應盡可能靠近變壓器引脚，以確保最短的引線和最小的分佈電感；

D）網絡埠變壓器介面側的共模電阻和高壓電容器放置在靠近中心抽頭的位置，接線短而厚（15mil）；

E）變壓器兩側需要接地：即RJ45連接器和變壓器的二次線圈使用單獨的隔離接地，隔離區域大於100mil，該隔離區域下沒有電源和接地層。 該分割過程旨在實現初級和次級之間的隔離，並且來自控制源的干擾通過基準面耦合到次級；

F）指示燈的電源線和驅動訊號線彼此相鄰，以最小化環路面積。 必要時，應將指示燈和差分線路分開，並使兩者保持足够的距離。 如果有空間，可以用GND隔開；

G）用於連接GND和PGND的電阻器和電容器需要放置在接地分段區域。

2、以太網訊號線採用差分對（Rx±、Tx±）的形式。 差分線路具有很强的共模抑制和抗干擾能力。 然而，如果接線不當，將帶來嚴重的信號完整性。 性問題。 讓我們逐一介紹微分線的處理點：

A）優先繪製Rx±、Tx±差分對，儘量保持差分對平行、等長和短距離，並避免過孔和交叉。 由於引脚分佈、過孔和佈線空間等因素，差分線的長度可能不匹配，定時將發生偏移，並引入共模干擾，從而降低訊號質量。 囙此，有必要補償差分對的失配，以使線路長度匹配。 長度差通常控制在5mil以內。 補償原則是補償長度差；

B）當速度要求較高時，需要對Rx±、Tx±差分對進行阻抗控制，通常將阻抗控制在100α10%；

C）差分訊號端接電阻（49.9Î），一些實體層晶片可能不需要）必須靠近實體層晶片的Rx和Tx引脚，這樣可以更好地消除通信電纜中的訊號反射；

D）差分對上的濾波電容器必須對稱放置，否則差分模式可能會轉換為共模，從而產生共模雜訊，並且在佈線時必須沒有存根，以便能够很好地抑制高頻雜訊。

以太網訊號線採用差分對（Rx±、Tx±）的形式。 差分線路具有很强的共模抑制和抗干擾能力。 然而，如果接線不當，將導致嚴重的信號完整性問題。

3、變壓器集成在連接器中的以太網電路的PCB佈局和佈線比非集成以太網電路簡單得多。

以太網佈局和佈線必須大致如下. 好的 PCB設計 佈局和佈線不僅可以確保電路效能, 同時也提高了電路效能. 作者的水准有限. 如果你缺的話，請糾正我.