1. Nõuded võrgusignaali juhtmestikule
Sama nagu UTP CAT5e võrgukaablil, mida tavaliselt võrgusuhtluses kasutatakse, on selle takistus 100 oomi sagedusel 1Mhz–100Mhz. Seetõttu tuleb paremate signaaliedastuskarakteristikute saamiseks projekteerida/toota PCB iga diferentsiaalsignaali liinide paar takistusega 100 oomi. . Näiteks ESMARC EVB V5.0-s on võrgu diferentsiaalsignaaliliinide paari joone laius 7 miili ja reavahe 8 miili. PCB töötlemise ja tootmise dokumentatsioonis/postituses on impedantsi nõuded välja pakutud: (joone laius-reavahe-joone laius) 7mil-8mil-7mil, impedants 100 oomi. Tavaolukorras reguleerib trükkplaadi tootja vaskpleki vastavalt teie nõuetele nii, et signaaliliini takistus jääks nõuete täitmiseks nõutavast väärtusest vahemikus +/-10.
Tagamaks, et signaali faasierinevus kõrgsageduslikul diferentsiaalsignaaliliinil on piisavalt väike, on vaja tagada, et iga diferentsiaalsignaali liinide paari pikkus oleks võimalikult sama, või juhtida liinide erinevuse maksimaalset pikkust. . Võrguside signaaliliinide puhul tuleks signaaliliinide maksimaalset pikkuste erinevust reguleerida vahemikus +/-25mil. 10Mbps/100Mbps võrgu puhul on selle TX- ja RX-sideliinid suhteliselt sõltumatud, seega saab selle TX- ja RX-diferentsiaalliinide pikkust eraldi juhtida. 1000 Mbps võrgu puhul peavad selle 4 paari diferentsiaalsignaale andmeid samal ajal edastama. Seetõttu ei ole 1000 Mbps võrguliidese juhtmestiku jaoks vaja mitte ainult kontrollida iga diferentsiaalliini paari liini pikkuse erinevust, vaid ka kontrollida erinevust 4 paari diferentsiaalliinide vahel. Rea pikkuse erinevus. Iga diferentsiaalsignaaliliini paari reavahe peab olema suurem/võrdne iga signaaliliini rea laiusega, et see vastaks trükkplaadi EMI nõuetele. Näiteks ESMARC EVB V5.0-s on võrgu signaaliliini rea laius 7 miili ja diferentsiaalliini reavahe on 8 miili.
Allpool on illustreerimiseks näide ESMARC EVB V5.0 hindamispaneelist.
(Joonis 1) (Joonis 2)
Joonisel 1 on kujutatud CN8-1 1000Mbps võrguliidese PCB marsruutimine ja joonisel 2 on CN8-2 10Mbps/1000Mbps võrguliidese PCB marsruutimine. Jooniselt on selgelt näha, et iga diferentsiaalsignaaliliini paar on ühendatud rangelt vastavalt diferentsiaaljuhtmestiku nõuetele.
(Joonis 3)
Joonisel 3 on 1000Mbps võrguliidese (CN8-1) jälgimispikkuse parameetri väärtus. Selle parameetri leiate EDA tööriistast. Ülaltoodud joonisel on NET1_TX 1000M_D0, NET1_RX on 1000M_D1, pluss 1000M_D2 ja 1000M_D3 läbi signaali hüppaja takistuse, mis koos moodustavad 4 paari diferentsiaalsignaali liine 1000Mbps võrguliidese jaoks.
PCB paigutuse disainis on hüppatakistid konstrueeritud 1000M_D2, 1000M_D3 diferentsiaalsignaaliliinide ja emaplaadi signaalitihvtide vahele. Nende vahel on signaaliliini pikkus umbes 400mil, seega on nelja diferentsiaalsignaaliliini paari pikkuse erinevus suhteliselt väike. Põhimõtteliselt suudab see vastata 1000 Mbps keskkonnas kehtivatele sidenõuetele.
(Joonis 4)
Joonis 4 on 10Mbps/100Mbps võrguliidese (CN8-2) jälgimispikkuse parameetri väärtus. Parameetritest on näha, et 100Mbps võrguliidese puhul on kaks diferentsiaalsignaali liinipikkuste paari, TX ja RX, sõltumatud ja juhivad vastavalt liinipikkusi.
(Joonis 5)
Joonisel 5 on näidatud diferentsiaalsignaaliliinide paar 100M_NET2_RX. Selle kahe signaaliliini (100M_TPRX2+, 100M_TPRX2-) pikkuste erinevus on umbes 20 miili, mis vastab võrgukommunikatsiooni diferentsiaalmarsruutimise projekteerimisnõuetele.
Lisaks diferentsiaalnõuetele vastavale marsruutimisele ja PCB liini pikkuse reguleerimisele tuleb arvestada ka sellega, et pärast signaaliliini tühjendamist pordist tuleks kahte signaaliliini võimalikult kiiresti töödelda võrdse pikkusega. Nagu allpool näidatud:
Joonisel 6 on diferentsiaalsignaali liini väljalaskeava sümmeetriline, nii et pärast väljalaskeava saate diferentsiaalmarsruutimist otse jälgida. Joonisel 7, kuna diferentsiaalsignaali joon on asümmeetriline, tuleks pärast joone tõmbamist signaaliliin võimalikult varakult võrdsustada ja seejärel suunata tavaline diferentsiaalsignaali liin.
2. Võrguportide ESD kaitse
Võrgurakenduste eripära tõttu häirivad võrgupordid kergesti väliste signaalide poolt, mistõttu peab süsteemi võrgusignaal läbima 1:1 võrgutrafo, enne kui seda saab ühendada RJ45 pesaga, näiteks Introni kasutatav integratsioon. 10Mbps/100Mbps võrguliides HR871181A, 1000Mbps võrguliides HR851178C, on sisemine 1:1 võrguisolatsioonitrafo ja ühisrežiimi induktiivmähis (nagu näidatud joonisel 8), mis võivad tõhusalt ära hoida ühisrežiimi häiresignaale sideliinil ja samal ajal Vältige alalisvoolu häiresignaali süsteemi võrgudraivi kahjustamist.
Lisaks saab võrgupordi ESD-omaduste edasiseks parandamiseks kujundada spetsiaalse ESD-kaitseseadme ning PCB-disaini puhul peaks ESD-kaitseseade olema võimalikult lähedal RJ45 võrgupordi tihvtipadjale. . Nagu allpool näidatud:
Nagu on näidatud joonisel 9, on võrgupordi spetsiaalne ESD kaitseseade PCB plaadil RJ45 võrgupordi juhtme lähedal. Joonisel 10 on kujutatud ESMARC EVB ahela võrguportide jaoks mõeldud ESD kaitseseade.
Lõpuks on metallkestaga RJ45 võrgupesa puhul soovitatav ühendada metallkest usaldusväärse ja turvalise maanduspunktiga seadme paigalduskohas. Kui kohapealse ohutusmaanduse töökindlust ei ole võimalik tagada, on soovitatav ühendada RJ45 metallkest plaadi alusplaadiga läbi kõrgepingekondensaatori (näiteks 102M/1KV), nagu töötluses. ESMARC EVB-st.
