网口在日常生活中是非常常见的,如路由器,电脑,交换机,打印机等等!作为硬件工程师,掌握网口的布局走线是非常重要的。
网口也叫以太网口,以太网口需要通过RJ45接口来和外部进行连接通信。
下图1就是以太网的典型框架图,从硬件的层面上看,以太网电路主要由MAC控制和物理层接口PHY构成。
图1
PCB的布局基本都是要遵循这个框架图展开,其中图1中Transformer是“网络变压器”
网络变压器的具体作用主要有:
(1)电气隔离,能非常有效的隔离RJ45与PHY之间的直流分量。
(2)提高信号质量,能有效滤除通信过程中产生的杂波,保证通信稳定。
(3)抑制共模干扰。
正是因为网络变压器的重要性,故这部分在PCB布局走线中需要妥善处理,不能随意布局和随意走线。常规的布局如下图2:
图2
上图1只是做布局举例,PHY芯片的周边器件忽略不布
布局要点:
(1):图1中的D1和D2的走线长度尽量控制在合理范围内,如图1标注所示。
(2):整体布局按照三个部分来布,分别是RJ45接口,网络变压器,PHY芯片(目前很多RJ45内置了网络变压器,布局走线也都是同理)。
(3):按照三个部分的信号流向来布局,RJ45→网络变压器→PHY,顺序切勿调换。
(4):网络变压器中间隔离区域必须大于100mil以上,目的是要满足EMC的要求,如上图2所示的安全间距是155mil。
(5):PHY和RJ45要分属不同的地平面,不能跨平面布局和走线。
(6)用于连接GND和PGND之间的电容或者电阻需放置在网络变压器中心位置(也就是中心分割区),最好不要放于其他地方。
(7)RJ45与网络变压器之间的4对差分线还有网络变压器和PHY之间的4对差分线需要做阻抗匹配和等长处理,一般控制在100Ω±10%。
(8)指示灯驱动线要尽量避开差分线,有空间就直接使用GND平面隔离开,而且尽量减少环路面积。
(9)4个75Ω的电阻要就近放置,且走线粗且短。4个75Ω电阻的作用就不再赘述了,网上可以查一下。
(10)PHY芯片的每一个电源管脚需就近放置一个退耦电容,还有晶振也是一样就近放置。
最后,耽误小伙们一分钟时间打个广告,最近核桃联合小智学长还有阿奇老师共同开发了一款开发板,相比较于市面上的开发板,核桃这次设计的是集成了51和32两个核心共用一套底板,这样学习起来就方便很多,不需要频繁更换开发板,只需更换核心板即可。