Schematische Kritik: Phy-Schnittstelle mit RJ45 / Magnetics

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Ich arbeite an meinem ersten großen Schaltplanentwurf und würde mich über Feedback auf der analogen Seite der 1000BASE-T-Ethernet-Schnittstelle sehr freuen. Ich bin hauptsächlich besorgt über den analogen Leitungsabschluss und die isolierte Versorgung der analogen Signale und der separaten Masseebene. Dies ist die analoge Seite. Ich habe die gleiche Center-Tap-Spannung wie das Phy-Analog-In verwendet und das Gnd mit einem Ferritkern-Induktor isoliert.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Hier ist die analoge Leistung in den PHY (genügend Entkopplungskappen? Ich habe so viele Kappen wie Eingangsleistungsstifte verwendet):

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Ich bin etwas besorgt über die Tatsache, dass der Phy (88e1111) keine dedizierte analoge GND hat, daher würde ich annehmen, dass die analogen Ausgänge relativ zur globalen GND sind. Versaut dies nicht meine Erdungsisolation außerhalb des Geräts?

Ich würde es auch begrüßen, wenn Sie mein schematisches Layout kritisieren könnten, ein Kunde wird dies sehen und ich möchte, dass es perfekt ist!

Stanri
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Die Einzelpunktverbindung des analogen PHY-GND wird im Layout unter Ihrem PHY mit dem Rest des System-GND verbunden. Wenn der L10-Ferrit die analoge PHY-Leistung sehr nahe am selben Punkt überbrücken kann, umso besser.
Michael Karas
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Denken Sie daran, zu überprüfen, ob Ihr PHY Strom- oder Spannungsausgänge hat. Beispielsweise erfordern Micrel 1Gbit-PHYs Transformatoren, die für Stromausgänge ausgelegt sind. Überprüfen Sie auch, ob in Ihrem PHY keine 49,9-Ohm-Widerstände eingebettet sind, da die meisten PHYs diese jetzt haben.
Sokrates
Requisiten für schöne, lesbare Schaltpläne.
Connor Wolf

Antworten:

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  1. Wo ist der Transformator? Wie genau die Terminierung erfolgt und welche Impedanz sie haben muss, hängt von den Anforderungen des PHY ab, die dann eine bestimmte Transformatorkonfiguration vorschreiben. Da der Transformator ein wesentlicher Bestandteil der Terminierung ist, müssen wir ihn sehen. Sie sollten wirklich alles vom PHY bis zur RJ-45-Buchse zeigen.

    Ihre Abschlüsse sehen korrekt aus, vorausgesetzt, für diese PHY sind Transformatoren mit einem Verhältnis von 1: 1 erforderlich.

  2. Müssen Sie wirklich alle 4 Paare beenden? Ethernet-Daten werden an den RJ-45-Pins 1,2 und 3,6 übertragen. Die anderen beiden Paare werden nicht für Daten verwendet, können aber für POE verwendet werden. Wenn Sie POE verwenden möchten, möchten Sie definitiv nicht die 100 Ω zwischen Paaren. Wenn nicht, lassen Sie sie einfach schweben. Warum sind sie überhaupt mit dem PHY verbunden? Welche Art von Ethernet implementieren Sie hier genau?
  3. Ich mag es wirklich nicht, die PHY-Masse und die Haupterde mit einem Induktor zu trennen, wie Sie es mit L9 tun. Ich kann verstehen, dass Sie den Hochfrequenzstrom / Erdungsstrom des PHY von der Haupterdebene fernhalten möchten. Es sieht so aus, als hätten Sie die Leistung des PHY mit L10 und den Bypass-Kappen C69-C74 gut isoliert. Alles, was Sie tun müssen, ist, alle PHY-Erdungen miteinander zu verbinden und dann sicherzustellen, dass das Netz genau eine Verbindung zur Haupterde hat. Dadurch bleiben die unangenehmen Hochfrequenzschleifenströme lokal, aber der PHY erhält immer noch die gleiche 0-V-Referenz wie der Rest der Karte. Da der Induktor die Erdung trennt, hat der PHY bei hohen Frequenzen im Wesentlichen nicht die gleiche 0-V-Referenz wie der Rest der Schaltung. Das willst du nicht.
Olin Lathrop
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1) Der RJ45 enthält eingebaute Magnete. Hier ist das Datenblatt für den Connector. Es ist für 1 GBE ausgelegt. haloelectronics.com/pdf/fastjack-gigabit.pdf . 2) Ethernet ist 1 GB Ethernet über Kupfer-Twisted Pair. Es verwendet alle 4 Paare und jedes läuft mit 325 MHz, wenn ich mich richtig erinnere. 3) Ich habe gesehen, dass beide Fälle mit isolierten und nicht isolierten gnd-Ebenen nicht sicher waren, ob das Isolieren des gnd notwendig ist (zumal der Phy auf keinen Fall über ein dediziertes analoges gnd verfügt)
stanri
+1 koppeln Sie AGND und DGND nicht über einen Induktor, sondern führen Sie einfach eine Stern-Boden-Topologie im Layout durch
vicatcu
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@Stacey: Ich merke jetzt, dass du in deiner Frage 1000BASE-T gesagt hast, was ich vorher irgendwie nicht bemerkt habe. Es tut uns leid. Das erklärt die 4 verwendeten Paare. Was den Boden betrifft, gibt es eine überraschende Anzahl von schlechten Implementierungen. Das Aufteilen des Bodens ist selten eine gute Idee, aber es ist wichtig, die Hochfrequenzschleifenströme einzelner Chips lokal zu halten. Dies kann durch sorgfältige Verwendung von Einzeleinzugspunkten erreicht werden. Abhängig von Ihrer Software müssen Sie möglicherweise die lokalen Erdungen als separate Netze definieren und diese dann mit einem "kurzen" Teil verbinden, der nur aus Kupfer auf der Platine besteht.
Olin Lathrop
@olin: Könnten Sie mir bitte mitteilen, wie der 49,9-Ohm-Pulldown-Widerstand als Parallelabschlusswiderstand dient? Außerdem habe ich eine Platine gesehen, bei der ein 49,9-Ohm-Pull-up-Widerstand als Mittel zur parallelen Terminierung dient. Bitte teilen Sie Ihr Wissen dazu.
VV Rao
@VVR: Ich sehe keine Pulldown-Widerstände. 100 Ohm werden verwendet, um jedes Paar zu terminieren, wobei diese 100 Ohm in zwei 49,9 Ohm-Widerstände aufgeteilt sind und dieser Mittelabgriff mit Masse gekoppelt ist.
Olin Lathrop
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Im Intel 8257 Gig Phy-Datenblatt finden Sie hervorragende Informationen zum Layout der Leiterplatte und zur Bodenaufteilung. Intel-Dokument Nr. 324990-007

Martin
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Sie sollten die relevanten Abschnitte des Dokuments umschreiben.
Matt Young
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Sie haben wahrscheinlich einen schwerwiegenden Fehler:

Wenn GND_PHY1 die analoge Masse ist, warum sind die Abschlusskopplungskondensatoren (c9-c12) nicht daran angeschlossen? (In dem von Ihnen gezeigten Schaltplan sind sie mit der Erde verbunden, die durch ein Erdungssymbol gekennzeichnet ist.)

Außerdem könnten die miteinander verbundenen Stifte 10, SHA1 und SHA2 von U8, falls vorhanden, mit der Gehäusemasse verbunden werden.

Pin VCC an u8 sollte durch einen 100nF-Kondensator von der analogen Masse entkoppelt werden. es ist auch bevorzugt (aber nicht billiger), es über eine Induktor / Ferrit-Perle in Reihe zu speisen.

Alex
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