一、接口概述。
電子谷的RJ45以太坊接口是目前應(yīng)用最廣泛的通訊設(shè)備接口,以太坊的電磁兼容性能關(guān)系到通訊設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。
從接口原理圖、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、電纜設(shè)計(jì)三個(gè)方面設(shè)計(jì)以太坊的EMC設(shè)計(jì)方案。
二、接口電路原理圖的EMC設(shè)計(jì)。
接口回路設(shè)計(jì)概要:從EMC原理上,從設(shè)計(jì)水平上解決了相關(guān)的抑制干擾和敏感性設(shè)計(jì)的EMC問(wèn)題的同時(shí),該回路兼容了百兆以太網(wǎng)接口的防雷設(shè)計(jì)。
防雷電路設(shè)計(jì)可以通過(guò)IEC61000-4-5或GB17626.5標(biāo)準(zhǔn),共模2KV,接觸1KV的非屏蔽平衡信號(hào)的接口防雷測(cè)試。
電路EMC設(shè)計(jì)說(shuō)明:
(1)電路過(guò)濾設(shè)計(jì)要點(diǎn):
為了抑制RJ45接口通過(guò)電纜帶出的共模干擾,建議在設(shè)計(jì)過(guò)程中將常規(guī)網(wǎng)絡(luò)變壓器改為接口具有共模抑制作用的網(wǎng)絡(luò)變壓器,該變壓器的示意圖如下。
RJ45接口的NC空針腳必須采用BOB-smith電路設(shè)計(jì),達(dá)到信號(hào)阻抗匹配,抑制對(duì)外干擾的作用,經(jīng)過(guò)測(cè)試,BOB-smith電路具有抑制10個(gè)dB左右干擾的效果。
網(wǎng)絡(luò)變壓器具有隔離作用,但為了提高變壓器初級(jí)線圈之間存在一些pf的分布容量,為了提高變壓器的隔離作用,建議在變壓器的次級(jí)電路上增加地板過(guò)濾容量,例如電路圖中的C4-C7,該容量值為5PF~10pF。
在變壓器驅(qū)動(dòng)電源電路中,增加LC型濾波器,抑制電源系統(tǒng)帶來(lái)的干擾,例如電路圖上L1、C1、C2、C3、L1采用磁珠,典型值為600ω/100MHz,容量值為0.01F~0.1F。
在百兆以太網(wǎng)的設(shè)計(jì)中,在不影響通信質(zhì)量的情況下,適當(dāng)降低網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)的電壓水平,有助于抑制EMC的干擾,也可以在變壓器次級(jí)的發(fā)送端和接收端的差別線上連接10ω的電阻來(lái)抑制干擾。
(2)電路防雷設(shè)計(jì)要點(diǎn):
為了達(dá)到IEC61000-4-5或GB17626.5的標(biāo)準(zhǔn),共模2KV,接觸1KV的防雷測(cè)試要求,成本最低的設(shè)計(jì)方案是變壓器初級(jí)中心抽頭通過(guò)防雷部件接地,電路圖上的D1可以選擇成本低的半導(dǎo)體放電管,但是防護(hù)部件的標(biāo)稱電壓要求在6V以上的防護(hù)部件的峰值電流要求在50A以上的防護(hù)部件的峰值電力要求在300W以上選擇半導(dǎo)體放電管時(shí),請(qǐng)注意設(shè)備的斷路電壓、維持電流大于電路工作電壓和工作電流。
根據(jù)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的要求,對(duì)于非屏蔽的平衡信號(hào),不需要強(qiáng)制進(jìn)行差距測(cè)試,因此對(duì)于差距1KV以內(nèi)的防護(hù)要求,可以通過(guò)變壓器本身的繞阻來(lái)保護(hù)能量沖擊,不需要增加差距保護(hù)部件。
接口電路設(shè)計(jì)備注:
如果設(shè)備是金屬外殼,單板可以獨(dú)立劃分接口,則金屬外殼與接口直接電氣連接,單板與接口通過(guò)1000pF電容連接。
三、連接器的設(shè)計(jì)。
RJ45以太坊接口電路設(shè)計(jì)。
連接器與本體的重疊方式:
(1)面板開孔時(shí)采用精密銑削加工技術(shù),使開孔形狀適合連接器的放置,避免開孔切削不正確的場(chǎng)所出現(xiàn)間隙,通過(guò)降低電磁干擾輻射的測(cè)試證明,精密銑削開孔加工可以提高12~18%的電磁兼容性
(2)機(jī)體與百兆以太網(wǎng)金屬連接器之間的接合部增加彈片,使兩者在接合時(shí)保持良好的導(dǎo)電性能。
四、電纜設(shè)計(jì)。
百兆以太坊接口信號(hào)線纜。
電纜設(shè)計(jì)要求:RJ45金屬連接器的常規(guī)類型。
電纜設(shè)計(jì):
(1)RJ45信號(hào)電纜采用網(wǎng)狀編織屏蔽層的屏蔽方式,網(wǎng)狀編織層的編織密度要求在90%以上
(2)內(nèi)部配線時(shí),差別電纜采用雙絞線傳輸,雙絞線距離一般為信號(hào)電纜線徑的3倍。
(3)電纜兩端需要增加磁環(huán)處理,磁環(huán)內(nèi)徑與電纜外徑緊密結(jié)合,盡量選擇厚型磁環(huán)。
布線設(shè)計(jì):
(1)RJ45電纜走路時(shí),要求遠(yuǎn)離其他強(qiáng)干擾源,如電源模塊
(2)電纜行走最好單獨(dú)行走或與其他模擬和功率電纜保持10厘米以上的距離,不要與其他電纜混合捆扎。
屏蔽層與金屬連接器的重疊:
(1)屏蔽電纜的屏蔽層要求與金屬連接器重疊360°的重疊方式如上圖所示
(2)屏蔽電纜屏蔽層應(yīng)避免單獨(dú)的尾巴現(xiàn)象。