¿Cómo puede este diseño mejorado? (Gigabit Ethernet con discretos magnetismo y POE)

Question

No hay nada malo con notable el fresado de PCB de la gigabit ethernet?

Gigabit Ethernet tiene muchas limitaciones en el diseño, debido a la disposición de los componentes en el PCB es a veces imposible de seguir todas las reglas de diseño. Este diseño está obligado a realizar a velocidades de Gigabit, y alimentar a un POE de suministro.

También debe pasar de la FCC EMC/EMI y ESD pruebas.

He leído a través de casi todas las notas de la aplicación disponible (TI, Intel, etc..). Tengo, al mejor de mi conocimiento, seguido de ellos lo mejor que pueda. Las huellas son enrutados como diff pares, y con la mejor espaciado para evitar la diafonía. El mínimo uso de vias/stubs de 2 por un segmento. Son simétricas como sea posible, y después de magnetismo cada par coincidente con el plazo de 1,25 mm, pre magnetismo están emparejados para dentro de 2 mm. Las huellas son enrutados en la parte inferior de la capa para evitar el cruce de varios aviones de potencia como una referencia.

Sin embargo, este diseño presenta algunos desafíos que soy demasiado inexperto para evaluar. Es decir, Cuando se elige a violar las normas de diseño, y hasta qué punto puede conseguir lejos con él.

Específicamente

1. El RJ45 y el Magnetismo posicionado como son. Las huellas de los RJ45 con el Magnetics son la longitud de la igualada para dentro de 2 mm y todo queda como pares diferenciales. Sin embargo, es que es un poco de un enredo - ¿esto causa un problema con la GBE rendimiento?
2. Debido a las limitaciones en el magnetismo tiene dos centro de toque huellas sentó debajo De ella (POE) - esta se ha convertido en una EMI problema? (Notas de aplicación sugiere evitar el área de debajo de magnetismo)
3. Post magnetismo, hay dos características que ser precavidos a la de un oscilador de cristal, y un transformador (en un corte), el cual puede añadir ruido a la señal.Cómo se puede evitar?
4. Son las VIAs/Stubs en el phy final presentado en una manera aceptable?

Están ahí y evidentes deficiencias de este diseño que me estoy perdiendo?

Answer 1

Las cosas que vienen a la mente:

• por lo general, había un modelo de PCB traza como línea de transmisión que tiene exactamente las mismas características en la parte superior, como en la parte inferior de la capa. Como tal, no tiene mucho de una diferencia en la que la longitud de un trazo que poner la vía; así que en lugar de tener estos "mirando como los piqueros de" vias del uno al lado del otro, solo quisiera compensar lo suficiente como para mantenerlos en el medio de su traza
• R51, C5 como bien podría ser en la parte Superior de la Capa de
• No sé las frecuencias de su xtal o CPU, pero lo más probable es que la 125 Mbaudios de Gigabit ethernet no ser impresionado mucho :) sin embargo, si estás nervioso acerca de acoplamiento, usted puede ser que desee considerar la clásica estrella-como varios de tierra-plano de arquitectura. Yo no creo que esto va a ser necesario en este caso – de Red Gigabit Ethernet Phy no son exactamente al borde del precipicio, en 2016, por lo que incluso con algunas interferencias, se debería trabajar.
• con sólo mirar a la parte de la distribución que yo veo, yo diría que podría ser más fácil de ruta en caso de que usted acaba de girar el PHY 90° – pero que se puede romper el momento en que la complejidad en el "lado del procesador" de la física (phy) entra en juego.
• Creo que su RJ45-magnetismo diseño está bien; yo había sido, probablemente, perezoso y sólo derrotaron a los dos diferenciales pares que están en la mitad derecha de la transformer "hacia abajo" de los terminales del conector, y la mitad izquierda de "arriba"; pero que no se han salvado de la par que cruza al otro si se supone que se debe acceder a la magnética del almohadillas sólo de un lado (a menos que caben dos trazas entre los RJ45 pins...) . La topología no es siempre tu amigo :/

Aviso: 1GE tiene una velocidad de 125 Mbaudios, es decir, incluso si se considera que los dos primeros lóbulos laterales, realmente no debería estar preocupado por las frecuencias por encima de 375 MHz. Con FR4 (con específicos epsilon), y un montón de pereza acercarse a las fórmulas, la longitud de onda de la frecuencia es de aproximadamente \$\frac15 \frac{c_0}{375\text{ MHz}}= \frac 15 \frac {3\cdot 10^8 \frac{\text m}{\text s}}{3.75 \cdot 10^8\frac1{\text s}}\approx \frac4{15}\approx 0.27\text{ m}=270\text{ mm}\$, por lo que una de 2 mm de seguimiento de la longitud diferencia es pero 2.7° error de fase ... creo que va a estar bien, incluso con un poco de unelegant de enrutamiento.

Answer 2

Soy partidario de una sola capa de enrutamiento para cualquier señales de alta velocidad.

El GigE pistas se hace referencia a tierra en el magnetismo lado, pero se hace referencia a la potencia de la capa en el PHY lado. Para evitar el uso de costuras de los condensadores se podía mover la energía en el magnetismo (vinculado claramente a algunos decouplers) a la capa 4 y simplemente la ruta de la GigE todos en la capa 1; sin vias, no habrá ninguna discontinuidad , pero la capa de referencia tendría que ser sólida de todo el camino desde el magnetismo a la PHY que pueden necesitar un poco de trabajo.

Dicho esto, hay otra ventaja de una sola capa de enrutamiento: la impedancia de dos capas diferentes de una impedancia controlada de la junta nunca coincidirá con el 100%. Esto significa que incluso con costuras de tapas, habrá reflexiones (no es enorme, pero van a existir) en el cambio de capa. En un típico PCB, la impedancia de 2 diferentes capas será diferente en un 10% o así, con un coeficiente de reflexión de poco más de 9%, suponiendo una perfecta ruta de regreso.

Usted puede, como alternativa, que la zona en la capa 2 de tierra donde las vias y ethernet vías existen en la capa uno, pero aún se necesita costuras de las vias para la capa de referencia para el cambio de capa 3 capa 2.

He tomado tu imagen para mostrar de dónde les gustaría ir:

Eso no cambia el hecho de que tendrá algo de discontinuidad, pero que se mantendrá en un mínimo. Las costuras de las vias proporcionar una ruta corta entre la referencia capas; si no hay, el camino de retorno se necesita para encontrar el punto más cercano en el que la corriente de retorno cumple - más lejos que es (hasta un cierto límite), el más grande de la discontinuidad.

En general, trato de no poner nada en el magnetismo, pero como sus pistas son aparentemente protegidos por la capa de suelo, no veo un gran problema con los.