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RJ45以太网接口EMC设计方案

时间:2023-05-06 10:15:48 阅读:76329 作者:4221

RJ45以太网接口EMC设计方案1、接口概述RJ45以太网接口是目前使用最广泛的通信设备接口,以太网端口的电磁兼容性关系到通信设备的稳定运行。 从接口电路图、结构设计和电缆设计三个方面设计以太网端口的EMC设计方案。

二、接口电路原理图的EMC设计百兆以太网接口2KV防雷滤波器设计

图1百兆以太网接口2KV防雷滤波器设计

界面设计概述:本方案根据EMC原理,进行了相关的干扰抑制和灵敏度防范设计; 从设计层面解决EMC问题; 同时,该电路与100兆以太网接口防雷设计兼容。

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

电路EMC设计说明:(1) 电路滤波设计要点:

为了抑制RJ45接口通过电缆引出的共模噪声,建议在设计过程中将常规网络变压器改为对接口具有共模抑制作用的网络变压器。 该变压器示意图如下。

图2具有共模抑制作用的网络变压器

RJ45接口的数控空引脚必须采用BOB-smith电路设计,达到信号阻抗匹配,抑制对外干扰的作用。 测试结果表明,BOB-smith电路具有10db左右的干扰抑制效果。

网络变压器具有隔离作用,但变压器初级线圈之间存在一些pF的分布电容; 为了提高变压器的隔离作用,建议在变压器的二次电路中增加对地滤波容量。 例如,电路图上的C4-C7取5Pf~10pF的值。

在变压器驱动电源电路中,添加LC型滤波器,抑制电源系统的干扰。 例如,电路图上L1、C1、C2、C3、L1采用磁珠,典型值为600/100MHz,电容值取0.01F~0.1F .

在兆以太网的设计中,在不影响通信质量的情况下适当降低网络驱动电压电平有助于抑制EMC干扰; 变压器次级侧的发送侧和接收侧的差动线串联连接10的电阻,也可以抑制干扰。

(2) 电路防雷设计要点:

为了满足IEC61000-4-5或GB17626.5标准、共模2KV、差触1KV防雷测试的要求,成本最低的设计方案是变压器一次中心抽头通过避雷器接地。 电路图上的D1可以选择成本低的半导体放电管,“防护器的标称电压要求在6V以上; 防护器件的峰值电流应在50A以上; 防护设备的峰值功率必须在300 W以上。 注意在选择半导体放电管时,请注意器件的“断开电压、维持电流”大于电路的工作电压和工作电流。

根据测试标准要求,不要求对非屏蔽平衡信号强制进行差模测试,对于差模1KV以内的防护要求,可以通过变压器自身的缠绕来防护能量冲击,不需要增加差模防护器件。

接口电路设计备注:

如果设备为金属外壳,同时单板能够独立划分接口地,则金属外壳与接口地直接电连接,单板地与接口地以1000pF的容量连接。

三、连接器设计RJ45金属连接器RJ45信号排序设计

图1百万位以太网连接器的结构方案

连接器与机体的搭接方式:

(1)在面板上开孔时,采用精密的铣削工艺,使孔的形状更适合连接器的配置,使孔切削不准确处无间隙,降低电磁干扰辐射。 测试结果证明,精确的铣孔加工可以提高12~18%的电磁兼容性;

)2)在机身与100兆以太网金属连接器的接合处增加弹片,使两者接合时保持良好的导电性能。 搭接方式如上图所示。

四.电缆设计百兆以太网接口信号电缆

电缆设计要求: RJ45金属连接器标准型

图1 RJ45信号电缆

电缆设计:

(1) RJ 45信号电缆要求采用网格编织屏蔽层屏蔽方式,且网格编织密度在90%以上;

)2)内部接线时,差动电缆采用双绞线传输,双绞线距离一般为信号电缆直径的3倍; 组线方式如上图所示。

)3)电缆两端需增加磁环处理,磁环内径与电缆外径紧密结合,尽量选用厚型磁环。

走线设计:

)1)布线RJ 45电缆时,应远离其他强干扰源,如电源模块;

)2)电缆敷设应单独进行,或与其他模拟和功率电缆保持10cm以上的距离,不要与其他电缆混合捆扎。

图2 RJ45金属连接器的重叠

屏蔽层和金属连接器的重叠:

)1)屏蔽电缆的屏蔽层必须与金属连接器360重合。 包装方式如上图所示。

)屏蔽电缆的屏蔽层避免单独的“尾”现象。

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