【产品应用】一招搞定以太网EMC设计!

原创 ZLG致远电子 2022-11-29 11:32
产品EMC问题,说难亦难,说易亦易。本文重点介绍ePort产品功能设计的同时进行EMC设计,同步结合结构设计。在新产品研发阶段对电磁兼容考虑,避免产品在量产阶段出现电磁干扰。


  传统以太网电路

现有以太网接口电路的实现方案是使用分立元件进行电路的设计开发,在电路板上即主控芯片、PHY芯片、网络变压器、RJ45网口座及外围器件组成,电路设计时,对PCB布局和走线要求较高,PHY外围器件的布局和走线决定着以太网的性能,不良的器件布局和信号走线将严重影响信号质量,影响数据传输的稳定性,也会产生较大的EMI辐射干扰,变压器属于电磁敏感器件,也容易受到磁场信号的干扰。


  集成式以太网电路

ePort产品将以太网PHY芯片、网络变压器、及PHY和变压器的外围电路元件全部封装到一个RJ45插座中,做成一个高集成度的模块产品,极大程度地简化了硬件设计、节约了PCB板上的空间。


  ePort数据信号流向

ePort产品的对外的物理接口为RJ45,结构内部分上板PCB和下板PCB,上板主要放置PHY及其外围电路,下板放置网络变压器及保护电路,上下两块PCB通过板对板连接器进行连接。以太网差分信号通过水晶头插入RJ45,数据信号经由网络变压器及保护电路,通过板对板连接器到达上板PHY芯片,上板PHY芯片将差分信号转换成RMII/RGMII信号引出到下板插针。


  EMC干扰信号路径

产生EMC问题主要通过两个途径:一个是传导干扰的形式,另一个是通过空间辐射的形式。


  ePort轻松搞定以太网口EMC设计
1. 当浪涌(共模)从网线耦合进入时,下板PCB上的网络变压器及保护器件将大部分干扰信号泄放到大地,设计在差分线上串接小电阻来吸收剩余能量,从而保护后级电路不被损坏。
2. 在对连接器的信号进行分布时,充分考虑以太网差分信号和RMII/RGMII信号的排布,分组进行划分区域,以减少不同信号之间的串扰。
3. ePort产品采用不锈钢金属外壳,可以有效的防止电磁干扰,同时另外一个作用是可以防止撞件,避免损坏模块内部的电子元件。
小体积,高防护
在新产品研发阶段进行EMC设计,比等到产品EMC测试不通过才进行改进,资源可以得到很大的节省,研发效率可以得到大大提高。在样机阶段通过EMC测试,是最省时间和最有经济效益的。
ePort系列产品采用高集成设计方案,通过多项EMC测试,可应用于绝大部分复杂恶劣的工业现场。

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