一招搞定以太網(wǎng)EMC設(shè)計(jì)

【導(dǎo)讀】產(chǎn)品EMC問題，說難亦難，說易亦易。本文重點(diǎn)介紹ePort產(chǎn)品功能設(shè)計(jì)的同時(shí)進(jìn)行EMC設(shè)計(jì)，同步結(jié)合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在新產(chǎn)品研發(fā)階段對電磁兼容考慮，避免產(chǎn)品在量產(chǎn)階段出現(xiàn)電磁干擾。

傳統(tǒng)以太網(wǎng)電路

現(xiàn)有以太網(wǎng)接口電路的實(shí)現(xiàn)方案是使用分立元件進(jìn)行電路的設(shè)計(jì)開發(fā)，在電路板上即主控芯片、PHY芯片、網(wǎng)絡(luò)變壓器、RJ45網(wǎng)口座及外圍器件組成，電路設(shè)計(jì)時(shí)，對PCB布局和走線要求較高，PHY外圍器件的布局和走線決定著以太網(wǎng)的性能，不良的器件布局和信號(hào)走線將嚴(yán)重影響信號(hào)質(zhì)量，影響數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，也會(huì)產(chǎn)生較大的EMI輻射干擾，變壓器屬于電磁敏感器件，也容易受到磁場信號(hào)的干擾。

集成式以太網(wǎng)電路

ePort產(chǎn)品將以太網(wǎng)PHY芯片、網(wǎng)絡(luò)變壓器、及PHY和變壓器的外圍電路元件全部封裝到一個(gè)RJ45插座中，做成一個(gè)高集成度的模塊產(chǎn)品，極大程度地簡化了硬件設(shè)計(jì)、節(jié)約了PCB板上的空間。

ePort數(shù)據(jù)信號(hào)流向

ePort產(chǎn)品的對外的物理接口為RJ45，結(jié)構(gòu)內(nèi)部分上板PCB和下板PCB，上板主要放置PHY及其外圍電路，下板放置網(wǎng)絡(luò)變壓器及保護(hù)電路，上下兩塊PCB通過板對板連接器進(jìn)行連接。以太網(wǎng)差分信號(hào)通過水晶頭插入RJ45，數(shù)據(jù)信號(hào)經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)變壓器及保護(hù)電路，通過板對板連接器到達(dá)上板PHY芯片，上板PHY芯片將差分信號(hào)轉(zhuǎn)換成RMII/RGMII信號(hào)引出到下板插針。

EMC干擾信號(hào)路徑

產(chǎn)生EMC問題主要通過兩個(gè)途徑：一個(gè)是傳導(dǎo)干擾的形式，另一個(gè)是通過空間輻射的形式。

ePort輕松搞定以太網(wǎng)口EMC設(shè)計(jì)

1. 當(dāng)浪涌(共模)從網(wǎng)線耦合進(jìn)入時(shí)，下板PCB上的網(wǎng)絡(luò)變壓器及保護(hù)器件將大部分干擾信號(hào)泄放到大地，設(shè)計(jì)在差分線上串接小電阻來吸收剩余能量，從而保護(hù)后級(jí)電路不被損壞。

2. 在對連接器的信號(hào)進(jìn)行分布時(shí)，充分考慮以太網(wǎng)差分信號(hào)和RMII/RGMII信號(hào)的排布，分組進(jìn)行劃分區(qū)域，以減少不同信號(hào)之間的串?dāng)_。

3. ePort產(chǎn)品采用不銹鋼金屬外殼，可以有效的防止電磁干擾，同時(shí)另外一個(gè)作用是可以防止撞件，避免損壞模塊內(nèi)部的電子元件。

小體積，高防護(hù)

在新產(chǎn)品研發(fā)階段進(jìn)行EMC設(shè)計(jì)，比等到產(chǎn)品EMC測試不通過才進(jìn)行改進(jìn)，資源可以得到很大的節(jié)省，研發(fā)效率可以得到大大提高。在樣機(jī)階段通過EMC測試，是最省時(shí)間和最有經(jīng)濟(jì)效益的。

ePort系列產(chǎn)品采用高集成設(shè)計(jì)方案，通過多項(xiàng)EMC測試，可應(yīng)用于絕大部分復(fù)雜惡劣的工業(yè)現(xiàn)場。

審核編輯：湯梓紅