1. Krav på nätverkssignalkabel
Samma som UTP CAT5e nätverkskabel som vanligtvis används i nätverkskommunikation, den har en impedans på 100 ohm vid en frekvens på 1Mhz-100Mhz. Därför, för att erhålla bättre signalöverföringsegenskaper, måste varje par differentiella signallinjer på PCB:n designas/produceras med en impedans på 100 ohm. . Till exempel, i ESMARC EVB V5.0 är linjebredden för varje par nätverksdifferentiella signallinjer 7 mil, och linjeavståndet är 8 mil. I PCB-bearbetnings- och produktionsdokumentationen/posten föreslås impedanskraven: (linjebredd-linjeavstånd-linjebredd) 7mil-8mil-7mil, impedans 100 ohm. Under normala omständigheter kommer PCB-tillverkaren att justera om kopparplåten enligt dina krav så att impedansen för signalledningen är inom +/-10 av det erforderliga värdet för att uppfylla kraven.
För att säkerställa att signalfasskillnaden på den högfrekventa differentialsignallinjen är tillräckligt liten, är det nödvändigt att säkerställa att längden på varje par differentialsignallinjer är densamma som möjligt, eller att kontrollera den maximala linjeskillnadens längd . För nätverkskommunikationssignallinjer bör den maximala längdskillnaden för signalledningarna kontrolleras inom +/-25 mil. För ett 10Mbps/100Mbps-nätverk är dess TX- och RX-kommunikationslinjer relativt oberoende, så längden på dess TX- och RX-differentiallinjer kan styras separat. För ett 1000Mbps-nätverk måste dess 4 par differentialsignaler överföra data samtidigt. Därför är det inte bara nödvändigt att styra linjelängdsskillnaden för varje par av differentialledningar för att koppla ett 1000 Mbps nätverksgränssnitt, utan också att kontrollera skillnaden mellan de 4 paren av differentialledningar. Skillnaden i linjelängd. Linjeavståndet för varje par av differentiella signallinjer måste vara större än/lika med linjebredden för varje signallinje för att uppfylla EMI-kraven för kretskortet. Till exempel, i ESMARC EVB V5.0 är nätverkssignallinjens linjebredd 7 mil och linjeavståndet för differentiallinjen är 8 mil.
Nedan, ta ESMARC EVB V5.0 utvärderingstavla som ett exempel för att illustrera.
(Figur 1) (Figur 2)
Figur 1 är PCB-dirigeringen för CN8-1 1000 Mbps nätverksgränssnitt, och Figur 2 är PCB-routingen för CN8-2 10 Mbps/1000 Mbps nätverksgränssnitt. Det kan tydligt ses från figuren att varje par differentiella signallinjer är anslutna i strikt överensstämmelse med kraven på differentialledningar.
(Figur 3)
Figur 3 är parametervärdet för spårlängden för nätverksgränssnittet på 1000 Mbps (CN8-1). Denna parameter finns i EDA-verktyget. I figuren ovan är NET1_TX 1000M_D0, NET1_RX är 1000M_D1, plus 1000M_D2 och 1000M_D3 genom signalbyglingsresistansen, som tillsammans bildar 4 par differentiella signallinjer för nätverksgränssnittet på 1000Mbps.
I PCB-layoutdesignen är bygelmotstånd utformade mellan 1000M_D2, 1000M_D3 differentialsignallinjer och signalstiften på moderkortet. Det finns en signallinjelängd på cirka 400 mil mellan dem, så skillnaden i längden på de fyra paren av differentialsignallinjer är relativt liten. Den kan i princip uppfylla kommunikationskraven under 1000 Mbps miljö.
(Figur 4)
Figur 4 är spårlängdsparametervärdet för 10Mbps/100Mbps nätverksgränssnitt (CN8-2). Det kan ses från parametrarna att för ett 100 Mbps nätverksgränssnitt är de två paren av differentiella signallinjelängder, TX och RX, oberoende och styr linjelängderna.
(Figur 5)
I figur 5 visas paret av differentialsignalledningar 100M_NET2_RX. Skillnaden i längd mellan dess två signallinjer (100M_TPRX2+, 100M_TPRX2-) är cirka 20 mils, vilket uppfyller designkraven för differentiell routing för nätverkskommunikation.
Förutom routing i enlighet med differentialkraven och PCB-ledningslängdkontroll, är det också nödvändigt att notera att efter att signalledningen har tömts från porten, bör de två signallinjerna behandlas med samma längd så snart som möjligt. Enligt nedanstående:
I figur 6 är differentialsignalledningens utlopp symmetriskt, så efter uttaget kan du direkt följa differentialdirigeringen. I figur 7, eftersom differentialsignallinjen är asymmetrisk, efter att linjen har dragits, bör signallinjen utjämnas så tidigt som möjligt, och sedan bör den normala differentialsignallinjen dirigeras.
2. ESD-skydd av nätverksportar
På grund av nätverksapplikationernas särdrag störs nätverksportar lätt av externa signaler, så nätverkssignalen i systemet måste passera genom en 1:1 nätverkstransformator innan den kan anslutas till RJ45-uttaget, såsom integrationen som används av Intron 10Mbps/100Mbps nätverksgränssnitt HR871181A, 1000Mbps nätverksgränssnitt HR851178C, det finns interna 1:1 nätverksisoleringstransformatorer och common mode induktansspole (som visas i figur 8), som effektivt kan förhindra common mode interferenssignaler på kommunikationslinjen, och vid samtidigt Förhindra att DC-interferenssignalen skadar systemets nätverksenhet.
Dessutom, för att ytterligare förbättra ESD-egenskaperna för nätverksporten, kan du designa en dedikerad ESD-skyddsenhet, och i PCB-designen bör ESD-skyddsenheten vara så nära stiftplattan på RJ45-nätverksporten som möjligt . Enligt nedanstående:
Som visas i figur 9 finns den dedikerade ESD-skyddsenheten för nätverksporten på PCB-kortet, nära RJ45-nätverksportens ledning. Figur 10 visar ESD-skyddsenheten designad för nätverksportar i ESMARC EVB-kretsen.
Slutligen, för RJ45-nätverksuttaget med ett metallskal, rekommenderas det att ansluta metallskalet till en pålitlig och säker jordpunkt på enhetens installationsplats. Om tillförlitligheten hos säkerhetsjordningen på plats inte kan garanteras, rekommenderas det att ansluta metallskalet på RJ45 till kortets jordplan genom en högspänningskondensator (som 102M/1KV), som vid behandlingen av ESMARC EVB.
