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简谈关于RJ45接口

发布时间:2021-06-25 阅读数: 72

一、接口概述。


RJ45以太坊接口是目前应用最广泛的通讯设备接口,以太坊的电磁兼容性能关系到通讯设备的稳定运行。


从接口原理图、结构设计、电缆设计三个方面设计以太坊的EMC设计方案。


二、接口电路原理图的EMC设计。


接口回路设计概要:从EMC原理上,从设计水平上解决了相关的抑制干扰和敏感性设计的EMC问题的同时,该回路兼容了百兆以太网接口的防雷设计。


防雷电路设计可以通过IEC61000-4-5或GB17626.5标准,共模2KV,接触1KV的非屏蔽平衡信号的接口防雷测试。


电路EMC设计说明:


(1)电路过滤设计要点:


为了抑制RJ45接口通过电缆带出的共模干扰,建议在设计过程中将常规网络变压器改为接口具有共模抑制作用的网络变压器,该变压器的示意图如下。


RJ45接口的NC空针脚必须采用BOB-smith电路设计,达到信号阻抗匹配,抑制对外干扰的作用,经过测试,BOB-smith电路具有抑制10个dB左右干扰的效果。

网络变压器具有隔离作用,但为了提高变压器初级线圈之间存在一些pf的分布容量,为了提高变压器的隔离作用,建议在变压器的次级电路上增加地板过滤容量,例如电路图中的C4-C7,该容量值为5PF~10pF。


在变压器驱动电源电路中,增加LC型滤波器,抑制电源系统带来的干扰,例如电路图上L1、C1、C2、C3、L1采用磁珠,典型值为600ω/100MHz,容量值为0.01F~0.1F。


在百兆以太网的设计中,在不影响通信质量的情况下,适当降低网络驱动的电压水平,有助于抑制EMC的干扰,也可以在变压器次级的发送端和接收端的差别线上连接10ω的电阻来抑制干扰。


(2)电路防雷设计要点:


为了达到IEC61000-4-5或GB17626.5的标准,共模2KV,接触1KV的防雷测试要求,成本最低的设计方案是变压器初级中心抽头通过防雷部件接地,电路图上的D1可以选择成本低的半导体放电管,但是防护部件的标称电压要求在6V以上的防护部件的峰值电流要求在50A以上的防护部件的峰值电力要求在300W以上选择半导体放电管时,请注意设备的断路电压、维持电流大于电路工作电压和工作电流。


根据测试标准的要求,对于非屏蔽的平衡信号,不需要强制进行差距测试,因此对于差距1KV以内的防护要求,可以通过变压器本身的绕阻来保护能量冲击,不需要增加差距保护部件。


接口电路设计备注:


如果设备是金属外壳,单板可以独立划分接口,则金属外壳与接口直接电气连接,单板与接口通过1000pF电容连接。


三、连接器的设计。


RJ45以太坊接口电路设计。


连接器与本体的重叠方式:


(1)面板开孔时采用精密铣削加工技术,使开孔形状适合连接器的放置,避免开孔切削不正确的场所出现间隙,通过降低电磁干扰辐射的测试证明,精密铣削开孔加工可以提高12~18%的电磁兼容性


(2)机体与百兆以太网金属连接器之间的接合部增加弹片,使两者在接合时保持良好的导电性能。


四、电缆设计。


百兆以太坊接口信号线缆。


电缆设计要求:RJ45金属连接器的常规类型。


电缆设计:


(1)RJ45信号电缆采用网状编织屏蔽层的屏蔽方式,网状编织层的编织密度要求在90%以上


(2)内部配线时,差别电缆采用双绞线传输,双绞线距离一般为信号电缆线径的3倍。


(3)电缆两端需要增加磁环处理,磁环内径与电缆外径紧密结合,尽量选择厚型磁环。


布线设计:


(1)RJ45电缆走路时,要求远离其他强干扰源,如电源模块


(2)电缆行走最好单独行走或与其他模拟和功率电缆保持10厘米以上的距离,不要与其他电缆混合捆扎。


屏蔽层与金属连接器的重叠:


(1)屏蔽电缆的屏蔽层要求与金属连接器重叠360°的重叠方式如上图所示


(2)屏蔽电缆屏蔽层应避免单独的尾巴现象。


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