电流型PHY芯片MDI接口设计
1. 概念
电流型PHY芯片是指将数字信号转换为模拟电流进行传输,使用电流来表示0和1数据。通过输出电流驱动器,改变电流的大小,以区分0和1。在接收端会使用电流检测器解析接收到的电流信号。当电流大于某个阈值时,表示1;当电流小于某个阈值时,表示0。
电流型PHY由于采用电流信号传输数据,所以抗干扰能力强,减少信号失真,传播速度较快,适用于高速数据传输。但电流型PHY功耗高,产生的热量多,传输距离相对较远。
2. MDI接口设计
2.1 功能架构
以TI的DP83822芯片为例,该芯片为电流型PHY,如下图所示。

DP83822芯片功能框图如下图所示:

2.2 典型应用
DP83822芯片支持光纤通讯和RJ-45网线通讯,典型应用如下图所示:

2.2.1 双绞线接口(TPI)电路
DP83822芯片推荐的双绞线接口网络电路如下图所示:

尽量选择芯片手册中推荐的已经过测试的变压器型号,DP83822芯片推荐的变压器,如下图所示:

电流型PHY芯片所使用的变压器中心抽头必须连接到模拟电源轨(AVD),中心抽头与模拟电源轨(AVD)之间增加磁珠(可选)可滤除来自电源的噪声,提升EMC性能,且去耦电容器靠近变压器的中心抽头引脚放置。
评估板变压器电路图如下图所示:

图中T2变压器型号为:HX1188FNLT (Transformer, 350 uH, SMT )
图中R32、R33、R34、R35型号为:CRCW080575R0JNEA (RES, 75, 5%, 0.125 W, 0805)
图中C41、C46型号为:CGA4J3C0G2E103J125AA (CAP, CERM, 0.01 µF, 250 V, ±5%, C0G/NP0, AEC-Q200 Grade 1, 0805)
图中C42、C44型号为:C1005X7S1A105K050BC(CAP, CERM, 1 µF, 10 V, ±10%, X7S, 0402)
图中C43、C45型号为:GRM155R71C104KA88D(CAP, CERM, 0.1 µF, 16 V, ±10%, X7R, 0402)
图中R28、R29、R30、R31型号为:ERJ-1GE0R00C(RES, 0, 5%, 0.05 W, 0201)
信号地GND与机壳地EARTH之间通过并联阻容连接,如下图所示:

图中C51、C52型号为:1812GC472KAT1A (CAP, CERM, 4700 pF, 2000 V, ±10%, X7R, 1812)
图中R43型号为:CRCW12061M00FKEA (RES, 1.00 M, 1%, 0.25 W, 1206)
并联阻容的作用为:
1.防止高压噪声直接注入系统地面;
2.防止在多次ESD/EFT事件后连接器接地电荷聚集。电容器为系统接地提供有限的噪声流,同时防止系统接地上突然出现高压跳变。多次ESD/EFT事件发生后,电阻器用于在箝位后对电容器放电。
3.确保R//C连接不靠近任何信号或时钟走线
电流型PHY芯片差分收发信号必须添加终端匹配电阻和滤波电容,根据PHY芯片具体要求不同,终端匹配电阻上拉到电源或者终端电阻经电容到地,且终端电阻和电容靠近PHY芯片放置,更精确的终端电阻可以减少阻抗失配并防止MDI线路上的反射。
DP83822芯片的终端匹配电阻为上拉端接,端接至电源。MDI差分端接电路如下图所示:

图中R37、R38、R39、R40型号为:CRCW040249R9FKED (RES, 49.9, 1%, 0.063 W, 0402)
但KSZ8041芯片的终端匹配为电阻经电容到地。MDI差分端接电路如下图所示:

在PHY侧附近添加外部共模扼流圈CMC可以防止从地面到MDI线路的任何进一步噪声,或者从周围环境到PHY和变压器区域之间的MDI线路的噪声。
在典型应用中,共模扼流圈CMC放置在变压器和RJ45连接器之间。这可以滤除来自电缆的大部分共模噪声。
Layout布局如下图所示:

变压器下方不得有金属层,变压器可能会将噪声注入其下方的金属中,从而影响系统的性能。
变压器与RJ-45之间的“Bob-Smith”终端端接不适用于以太网供电 (PoE) 应用。Bob-Smith端接用于减少由共模电流产生的噪声,以及减少对来自RJ-45上未使用的线对任何噪声的敏感性。
2.2.2 光纤接口电路
DP83822芯片推荐的光纤接口电路如下图所示:

将电阻和电容靠近光纤收发器放置。
DAMO开发者矩阵,由阿里巴巴达摩院和中国互联网协会联合发起,致力于探讨最前沿的技术趋势与应用成果,搭建高质量的交流与分享平台,推动技术创新与产业应用链接,围绕“人工智能与新型计算”构建开放共享的开发者生态。
更多推荐


所有评论(0)