Crítica esquemática: interfaz Phy con RJ45 / Magnetics

Estoy trabajando en mi primer diseño esquemático importante y realmente agradecería algunos comentarios sobre el lado analógico de la interfaz Ethernet 1000BASE-T. Me preocupa principalmente la terminación de línea analógica y el suministro aislado de las señales analógicas y el plano de tierra separado. Este es el lado analógico. Utilicé el mismo voltaje de derivación central que el análogo phy, y aislé el gnd usando un inductor de núcleo de ferrita.

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Aquí está la potencia analógica en el PHY (¿suficientes tapas de desacoplamiento? Usé tantas tapas como pines de entrada):

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Estoy un poco preocupado por el hecho de que el phy (88e1111) no tiene un GND analógico dedicado, por lo que supongo que las salidas analógicas son relativas al gnd global. ¿No estropea esto mi aislamiento de tierra externo al dispositivo?

También le agradecería si pudiera criticar mi diseño esquemático, ¡un cliente lo verá y quiero que sea perfecto!

ethernet schematics phy

— Stanri
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La conexión de un solo punto del GND analógico PHY se unirá al resto del GND del sistema bajo su PHY en el diseño. Si la ferrita L10 puede conectar la potencia PHY analógica muy cerca de ese mismo punto, mucho mejor.

— Michael Karas

Recuerde verificar si su PHY tiene salidas de corriente o voltaje. Por ejemplo, los PHY de 1 Gbit de Micrel requieren transformadores diseñados para salidas de corriente. También verifique si su PHY no tiene resistencias de 49.9ohm incrustadas en el interior, porque la mayoría de los PHY ahora las tienen.

— Sócrates

Accesorios para esquemas agradables y legibles.

— Connor Wolf

Respuestas:

¿Dónde está el transformador? Cómo se realiza exactamente la terminación y qué impedancia debe ser es una función de los requisitos de PHY, que luego dictan una configuración de transformador particular. Dado que el transformador es integral para la terminación, necesitamos verlo. Realmente debería mostrar todo, desde el PHY hasta el conector RJ-45.

Sus terminaciones se ven correctas asumiendo que este PHY requiere transformadores con relación 1: 1.
¿Realmente necesitas terminar los 4 pares? Los datos de Ethernet se transportan en los pines 1,2 y 3,6 de RJ-45. Los otros dos pares no se usan para datos, pero podrían usarse para POE. Si tiene la intención de utilizar POE, definitivamente no quiere los 100 Ω entre pares. Si no, simplemente déjelos flotando. ¿Por qué están conectados a la PHY? ¿Exactamente qué tipo de Ethernet está implementando aquí?
Realmente no me gusta desconectar la tierra PHY y la tierra principal con un inductor, como lo haces con L9. Puedo entender que quiera mantener la corriente de alta frecuencia / tierra del PHY fuera del plano de tierra principal. Parece que has aislado bien la potencia del PHY con L10 y las tapas de derivación C69-C74. Todo lo que necesita hacer es conectar todas las tierras PHY juntas, luego asegúrese de que la red tenga exactamente una conexión a la tierra principal. Eso mantiene las desagradables corrientes de bucle de alta frecuencia locales, pero aún le da al PHY la misma referencia de 0 V que el resto de la placa. Con el inductor separando las tierras, el PHY esencialmente no tendrá la misma referencia de 0 V que el resto del circuito a altas frecuencias. Eso no es lo que quieres.

— Olin Lathrop
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1) El RJ45 contiene magnetismo incorporado. Aquí está la hoja de datos para el conector. Está diseñado para 1GBE. haloelectronics.com/pdf/fastjack-gigabit.pdf . 2) Ethernet es Ethernet de 1 Gb sobre par trenzado de cobre. Utiliza los 4 pares y cada uno corre a 325 Mhz si no recuerdo mal. 3) He visto ambos casos, con planos gnd aislados y no aislados, no estaba seguro si aislar el gnd es necesario (especialmente porque el phy no tiene un gnd analógico dedicado en ningún caso)

— stanri

+1 no empareja AGND y DGND a través de un inductor, solo haz una topología de estrella en el diseño

— vicatcu

@ Stacey: Noté que ahora dijiste 1000BASE-T en tu pregunta, lo que de alguna manera no noté antes. Lo siento. Eso explica los 4 pares que se utilizan. En cuanto al terreno, hay un sorprendente número de implementaciones malas por ahí. La división del suelo rara vez es una buena idea, pero es importante mantener locales las corrientes de bucle de alta frecuencia de los chips individuales. Eso se puede lograr mediante el uso cuidadoso de puntos de alimentación única. Dependiendo de su software, puede que tenga que definir los terrenos locales como redes separadas y luego conectarlos con una parte "corta" que es solo cobre en el tablero.

— Olin Lathrop

@olin: ¿Podría decirme cómo la resistencia de extracción de 49.9ohm sirve como resistencia de terminación paralela? Además, vi una placa en la que la resistencia de extracción de 49.9ohm sirve como medio de terminación paralela. Comparta amablemente su conocimiento sobre esto.

— VV Rao

@VVR: No veo resistencias pulldown. Se están utilizando 100 ohmios para terminar cada par, con esos 100 ohmios divididos en dos resistencias de 49,9 ohmios, y esa toma central AC acoplada a tierra.

— Olin Lathrop

Mire la hoja de datos Intel 8257 Gig Phy para obtener una excelente información sobre el diseño de la PCB y la información de división del suelo. Intel doc. No 324990-007

— Martín
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Debe parafrasear las secciones relevantes del documento.

— Matt Young

Probablemente tenga un grave error:

Si GND_PHY1 es la tierra analógica, ¿por qué los condensadores de acoplamiento de terminación (c9-c12) no están conectados? (en el esquema que mostró que están conectados a la tierra marcados con un símbolo de "puesta a tierra")

también, unidos los pines 10, SHA1 y SHA2 de U8 podrían conectarse a la tierra del chasis, si corresponde.

el pin VCC en u8 debe estar desacoplado por un capacitor de 100nF a la tierra analógica. Además, es preferible (pero no más barato) alimentarlo a través de un inductor / cordón de ferrita en serie.

— alex
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