一、接口概述。
電子谷的RJ45以太坊接口是目前應用最廣泛的通訊設備接口,以太坊的電磁兼容性能關系到通訊設備的穩定運行。
從接口原理圖、結構設計、電纜設計三個方面設計以太坊的EMC設計方案。
二、接口電路原理圖的EMC設計。
接口回路設計概要:從EMC原理上,從設計水平上解決了相關的抑制干擾和敏感性設計的EMC問題的同時,該回路兼容了百兆以太網接口的防雷設計。
防雷電路設計可以通過IEC61000-4-5或GB17626.5標準,共模2KV,接觸1KV的非屏蔽平衡信號的接口防雷測試。
電路EMC設計說明:
(1)電路過濾設計要點:
為了抑制RJ45接口通過電纜帶出的共模干擾,建議在設計過程中將常規網絡變壓器改為接口具有共模抑制作用的網絡變壓器,該變壓器的示意圖如下。
RJ45接口的NC空針腳必須采用BOB-smith電路設計,達到信號阻抗匹配,抑制對外干擾的作用,經過測試,BOB-smith電路具有抑制10個dB左右干擾的效果。
網絡變壓器具有隔離作用,但為了提高變壓器初級線圈之間存在一些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電路上增加地板過濾容量,例如電路圖中的C4-C7,該容量值為5PF~10pF。
在變壓器驅動電源電路中,增加LC型濾波器,抑制電源系統帶來的干擾,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。
在百兆以太網的設計中,在不影響通信質量的情況下,適當降低網絡驅動的電壓水平,有助于抑制EMC的干擾,也可以在變壓器次級的發送端和接收端的差別線上連接10ω的電阻來抑制干擾。
(2)電路防雷設計要點:
為了達到IEC61000-4-5或GB17626.5的標準,共模2KV,接觸1KV的防雷測試要求,成本最低的設計方案是變壓器初級中心抽頭通過防雷部件接地,電路圖上的D1可以選擇成本低的半導體放電管,但是防護部件的標稱電壓要求在6V以上的防護部件的峰值電流要求在50A以上的防護部件的峰值電力要求在300W以上選擇半導體放電管時,請注意設備的斷路電壓、維持電流大于電路工作電壓和工作電流。
根據測試標準的要求,對于非屏蔽的平衡信號,不需要強制進行差距測試,因此對于差距1KV以內的防護要求,可以通過變壓器本身的繞阻來保護能量沖擊,不需要增加差距保護部件。
接口電路設計備注:
如果設備是金屬外殼,單板可以獨立劃分接口,則金屬外殼與接口直接電氣連接,單板與接口通過1000pF電容連接。
三、連接器的設計。
RJ45以太坊接口電路設計。
連接器與本體的重疊方式:
(1)面板開孔時采用精密銑削加工技術,使開孔形狀適合連接器的放置,避免開孔切削不正確的場所出現間隙,通過降低電磁干擾輻射的測試證明,精密銑削開孔加工可以提高12~18%的電磁兼容性
(2)機體與百兆以太網金屬連接器之間的接合部增加彈片,使兩者在接合時保持良好的導電性能。
四、電纜設計。
百兆以太坊接口信號線纜。
電纜設計要求:RJ45金屬連接器的常規類型。
電纜設計:
(1)RJ45信號電纜采用網狀編織屏蔽層的屏蔽方式,網狀編織層的編織密度要求在90%以上
(2)內部配線時,差別電纜采用雙絞線傳輸,雙絞線距離一般為信號電纜線徑的3倍。
(3)電纜兩端需要增加磁環處理,磁環內徑與電纜外徑緊密結合,盡量選擇厚型磁環。
布線設計:
(1)RJ45電纜走路時,要求遠離其他強干擾源,如電源模塊
(2)電纜行走最好單獨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)屏蔽電纜屏蔽層應避免單獨的尾巴現象。