Diseño de par diferencial de Ethernet de 100 ohmios

Estoy terminando el diseño de una placa en Eagle que tiene un PHY Ethernet LAN8710A de 100 Mbps. La documentación de SMSC es bastante buena, pero estoy atascado en el detalle importante de cómo hacer el 100 Ω pares diferenciales para el Rx/Tx. Entiendo que esto es importante, pero lo que no entiendo es cómo calcular realmente la impedancia equilibrada.

Por lo que entiendo, puedo usar esta Calculadora de impedancia y capacitancia de PCB (Microstrip) para calcular la impedancia característica de las trazas individuales para hacerlas 50 Ω , luego use esta calculadora de impedancia y capacitancia de PCB (microstrip diferencial) para calcular la impedancia diferencial de las dos pistas enrutadas juntas. Si esto está mal, por favor alguien señale mi error.

Sin embargo, lo que no entiendo es que ambos cálculos requieren una distancia al plano de tierra. Esto está bien para las pistas desde el PHY hasta el magnetismo, pero las notas de la aplicación SMSC recomiendan que no haya planos debajo de las pistas desde el magnetismo hasta el conector, entonces, ¿cómo se supone que se calcula esto?

Estoy confundido. Si alguien por ahí me puede ofrecer algunos consejos sería muy apreciado.

Respuestas (3)

Proporcione las resistencias correctas en su lado del transformador y coloque el conector, el transformador y el PHY lo más cerca posible entre sí. Si todo está dentro de un par de pulgadas, no hay nada de qué preocuparse.

Eso es exactamente lo que había hecho. Luego, leí la lista de verificación de ubicación de componentes para LAN8710A y dice al menos 0.5 "entre RJ45 y magnéticos y al menos 1" entre PHY y magnéticos. Los quería mucho más cerca que eso. Así que ahora estoy aún más confundido.
@Redeye: ¿Está realmente seguro de que está especificando una distancia mínima ? Si es así, ¿se da alguna razón? No puedo pensar por qué se requeriría una separación mínima, excepto entre los lados de la red y la placa del transformador para el aislamiento de voltaje. Pero, eso no es lo que estás describiendo. Muestre un enlace a la hoja de datos que requiere esta separación mínima.
Sí, definitivamente está especificando un mínimo. El documento está aquí: www2.smsc.com/mkt/web_lancheck.nsf/…
Lo siento, debería haberlo dicho: está en las páginas 4 y 5. La parte confusa es que el primer punto dice "póngalos lo más juntos posible". Luego continúa especificando distancias mínimas, pero no da ninguna razón, aunque he visto sugerencias de que es para aislamiento EMI en otros lugares.
@Redeye: veo lo que quieres decir, pero tampoco tiene sentido para mí. Sin embargo, son bastante explícitos al respecto, por lo que no es un error tipográfico o una mala redacción. Es posible que desee consultar con un FAE cuál es exactamente el propósito del espacio mínimo. Si lo averigua, sería bueno agregar la información a su pregunta.
He hecho la pregunta, veré con qué regresan. Entonces, a la otra parte de mi pregunta: ¿cómo calcula la impedancia diferencial cuando no hay un plano de tierra para poner en las ecuaciones para la ruta de retorno (es decir, entre RJ45 y magnetismo)?
He visto a personas cortar planos de tierra debajo de todo el camino (incluido yo mismo), pero violas la especificación si no terminas correctamente, lo cual no puedes hacer sin un plano de tierra. Comencé a usar el plano CGND (o lo que sea que esté protegiendo su cable) desde el conector hasta el transformador, luego un plano DGND desde el transformador hasta PHY. Sin embargo, lo más importante es asegurarse de hacer coincidir las longitudes de los trazos para mantener el sesgo hacia abajo. Cuando se me indica que elimine los aviones por completo, sigo el consejo de Olin de las longitudes más cortas posibles.
Entonces, básicamente tengo la opción de ignorar las recomendaciones de los fabricantes, lo que tiene más sentido para mí, o apegarme a ellas a pesar de que eso significa que no puedo ver una manera de calcular las impedancias diferenciales sin un plano de tierra debajo. No es una elección fácil...
@Redeye "¿cómo se calcula la impedancia diferencial cuando no hay un plano de tierra para poner en las ecuaciones para la ruta de retorno (es decir, entre RJ45 y magnetismo)?" Sí, la señal diferencial requiere conexión a tierra entre tx y rx para el voltaje de modo común dentro de las especificaciones, pero el cálculo de la impedancia diferencial no. Para el propósito del modelo, solo usa el modelo sin conexión a tierra, si el modelo requiere que ingrese un H1, solo hágalo 20x de S1 (separación de trazas), como se indica en "polarinstruments.com/support/si/AP8153.html".
@Redeye Hay dos casos a considerar: 1. La mayor parte de la corriente de retorno es transportada por el avión cuando el acoplamiento de rastreo a plano >> el acoplamiento de rastreo a rastreo, Ex la mayoría de las interconexiones de nivel de placa. 2. La mayor parte de la corriente de retorno es transportada por la otra traza cuando se acoplan traza a plano << acoplamiento de traza a traza, Ex la mayoría de los conectores, par trenzado blindado, par trenzado. Encontré toda esta información en línea, porque tengo las mismas preguntas, espero que esto ayude, después de todos estos años.

Si tiene que usar imanes separados, entonces podría usar el mismo espaciado básico y anchos de trazo desde los imanes y hacia el RJ45 que usó para el par diferencial proveniente del PHY. Mantenga el extremo del conector del componente magnético lo más cerca posible del RJ45.

Tenga en cuenta que si usara un MagJack (que es un RJ45 con el magnetismo incorporado, puede ser algo más fácil de manejar. Algunos de estos MagJacks requieren la adición de algunos componentes cerca del RJ45 que se referencian (y/o conectan) a un vertido de cobre alrededor del área del pin del conector.Es común que este vertido también tenga un corte debajo de él en las capas PWR y GND.

Debe ponerse en contacto con su fabricante de PCB para averiguar cuál es la acumulación de placa. Entonces sabrá la distancia al plano de tierra y, por lo tanto, podrá establecer el ancho de vía y la separación para cumplir con la impedancia requerida.

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