1. Krav til netværkssignalledninger
Samme som UTP CAT5e netværkskablet, der almindeligvis bruges i netværkskommunikation, har det en impedans på 100 ohm ved en frekvens på 1Mhz-100Mhz. Derfor, for at opnå bedre signaltransmissionskarakteristika, skal hvert par differentielle signallinjer på printkortet designes/produceres med en impedans på 100 ohm. . For eksempel i ESMARC EVB V5.0 er linjebredden af hvert par netværksdifferentielle signallinjer 7 mil, og linjeafstanden er 8 mil. I PCB-behandling og produktionsdokumentation/mail foreslås impedanskravene: (linjebredde-linjeafstand-linjebredde) 7mil-8mil-7mil, impedans 100 ohm. Under normale omstændigheder vil PCB-producenten genjustere kobberpladen i henhold til dine krav, så impedansen af signallinjen er inden for +/-10 af den påkrævede værdi for at opfylde kravene.
For at sikre, at signalfaseforskellen på den højfrekvente differenssignallinje er lille nok, er det nødvendigt at sikre, at længden af hvert par differenssignallinjer er den samme som muligt, eller at kontrollere den maksimale linjedifferenslængde . For netværkskommunikationssignallinjer bør den maksimale længdeforskel af signallinjerne kontrolleres inden for +/-25mil. For et 10Mbps/100Mbps-netværk er dets TX- og RX-kommunikationslinjer relativt uafhængige, så længden af dets TX- og RX-differentiale linjer kan styres separat. For et 1000 Mbps netværk skal dets 4 par differentielle signaler transmittere data på samme tid. Derfor er det ikke kun nødvendigt at styre ledningslængdeforskellen for hvert par differentiallinjer til ledning af en 1000 Mbps netværksgrænseflade, men også at kontrollere forskellen mellem de 4 par differentiallinjer. Linjelængdeforskellen. Linjeafstanden mellem hvert par differentielle signallinjer skal være større end/lig med linjebredden af hver signallinje for at opfylde EMI-kravene for printkortet. For eksempel i ESMARC EVB V5.0 er netværkssignallinjens linjebredde 7 mil, og linjeafstanden på differentiallinjen er 8 mil.
Nedenfor kan du tage ESMARC EVB V5.0 evalueringstavlen som et eksempel for at illustrere.
(Figur 1) (Figur 2)
Figur 1 er PCB-routingen af CN8-1 1000 Mbps netværksgrænsefladen, og figur 2 er PCB-routingen af CN8-2 10Mbps/1000 Mbps netværksgrænsefladen. Det kan tydeligt ses på figuren, at hvert par differentielle signallinjer er forbundet i nøje overensstemmelse med kravene til differentialledninger.
(Figur 3)
Figur 3 er parameterværdien for sporlængden af 1000 Mbps netværksgrænsefladen (CN8-1). Denne parameter kan findes i EDA-værktøjet. I ovenstående figur er NET1_TX 1000M_D0, NET1_RX er 1000M_D1, plus 1000M_D2 og 1000M_D3 gennem signaljumpermodstanden, som tilsammen danner 4 par differentielle signallinjer til 1000Mbps netværksinterfacet.
I PCB-layoutdesignet er jumpermodstande designet mellem 1000M_D2, 1000M_D3 differentielle signallinjer og signalbenene på bundkortet. Der er en signallinjelængde på omkring 400 mil mellem dem, så forskellen i længden af de fire par differentielle signallinjer er relativt lille. Det kan grundlæggende opfylde kommunikationskravene under 1000 Mbps miljø.
(Figur 4)
Figur 4 er 10 Mbps/100 Mbps netværksinterface (CN8-2) sporlængdeparameterværdien. Det kan ses af parametrene, at for en 100 Mbps netværksgrænseflade er de to par af differentielle signallinjelængder, TX og RX, uafhængige og styrer henholdsvis linjelængderne.
(Figur 5)
Vist i figur 5 er parret af differentielle signallinjer 100M_NET2_RX. Forskellen i længde mellem de to signallinjer (100M_TPRX2+, 100M_TPRX2-) er omkring 20 mils, hvilket opfylder designkravene til differentiel routing til netværkskommunikation.
Ud over routing i overensstemmelse med differentialkravene og PCB-linjelængdekontrol, er det også nødvendigt at bemærke, at efter at signallinjen er afladet fra porten, skal de to signallinjer behandles med samme længde så hurtigt som muligt. Som vist nedenfor:
I figur 6 er udgangen på differentialsignallinjen symmetrisk, så efter udgangen kan du direkte følge differentialrutingen. I figur 7, da differentialsignallinjen er asymmetrisk, efter at linjen er tegnet, skal signallinjen udlignes så tidligt som muligt, og derefter skal den normale differentielle signallinje dirigeres.
2. ESD-beskyttelse af netværksporte
På grund af netværksapplikationernes særlige karakter forstyrres netværksporte let af eksterne signaler, så systemets netværkssignal skal passere gennem en 1:1 netværkstransformer, før det kan tilsluttes til RJ45-stikket, såsom integrationen, der bruges af Intron 10Mbps/100Mbps netværksgrænseflade HR871181A, 1000Mbps netværksgrænseflade HR851178C, der er interne 1:1 netværksisolationstransformer og common mode induktansspole (som vist i figur 8), som effektivt kan forhindre common mode interferenssignaler på kommunikationslinjen, og ved samtidig Undgå, at DC-interferenssignalet beskadiger systemets netværksdrev.
For yderligere at forbedre netværksportens ESD-karakteristika kan du designe en dedikeret ESD-beskyttelsesenhed, og i PCB-designet skal ESD-beskyttelsesenheden være så tæt som muligt på pin-puden på RJ45-netværksporten . Som vist nedenfor:
Som vist i figur 9 er den dedikerede ESD-beskyttelsesenhed til netværksporten på printkortet tæt på RJ45-netværksportledningen. Figur 10 viser ESD-beskyttelsesenheden designet til netværksporte i ESMARC EVB-kredsløbet.
Endelig, for RJ45-netværksstikket med en metalskal, anbefales det at forbinde metalskallen til et pålideligt og sikkert jordingspunkt på installationsstedet for enheden. Hvis pålideligheden af sikkerhedsjordingen på stedet ikke kan garanteres, anbefales det at forbinde metalkappen på RJ45 til kortets jordplan gennem en højspændingskondensator (såsom 102M/1KV), som i behandlingen af ESMARC EVB.
