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正在进行安全检测...

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科　信ｒ息】产ｌ业　无变压器的以太网背板连接　于国斌　　‘（黑龙江海事通信信息中心，黑龙江哈尔滨１５００００）　摘要：目前越来越多的框式系统采用点对点的以太网背板总线结构。在这种框式系统中以太网变压器占据了ＰＣＢ的大量面积并且给单板增　加了成本。就无变压器以太网背板点对点连接进行研究与分析。　关键词：变压器；以太网；连接　１概述　ａ！　用两个电容（经验值是０．１ｕＦ）替代变　典型的以太网接口ＰＨＹ到ＲＪ４５接插件的　压器实现ＡＣ耦合，隔离了直流分量有利于热插拔　连接如图１所示。　防护。　其中，以太接口变压器是电路中的一个主要　ｈ必须根据ＰＨＹ芯片原有的典型电路接法　的器件，变压器有助于提高系统的防ｌ｝户眭能、ＥＭＩ　进行阻抗匹配。　性能并对信号质量、传输距离有很大的贡献。但是　ｃ．必须根据ＰＨＹ芯片原有的典型电路接法通　变压器的体积较大，用在主控板　对框内的各业务　过电容进行共模电压旁路处理或者是通过电Ｎ　ｂ＿　板进行点对点连鼢寸，多个以太网变压器会占用主　拉提供接收器共模工作电压。　控板的大量ＰＣＢ面积同时也会增加单板的成本。　２２发送端接法　当以太网用于框式系统的背板时，我们不需　由于ＬＸＴ９７１Ａ芯片发送端的内部是一个电　要很长的传输距离不需要出众的防护能力（仅需对　流驱动输出电路，因此存典型电路中需要通过变压　付热插拔）以及ＥＭ１性能。因此无变压器　对点以　太背板连接应运而生，如图２所示，该连接方案有　典型的以太网ＰＨＹ芯片到Ｒｌ４５之间的连接　以下的特点：　—一　．晨　—　工作于差分阻抗为１００１２的背板。　保证发送端的Ｃｅｎｔｅｒ—ｔａｐ　ｃｍＴｅｎｔ因此需要使用２　ＰＣＢ背板走线不超过１米。　个电阻分别将差分输出信号　拉。而且我们应当注　仅适用于点对点连接（不支持ｍｕｌｔｉ—ｄｒｏｐ以　意到无变压器的接收端接法均采用ＡＣ耦合，因此　及ｍｕｌｔｉ—ｐｏｉｎｔ连接）　Ｒ１、Ｒ２还为发送端提供了直流回路。　支持１００ＢＡＳＥ—ＴＸ或者１０ＢＡＳＥ—Ｔ应用　发送瑞元变压器接法小结：　支持全双工以及半双工的数据传送　ａ不需要两个电容实现ＡＣ耦合　不支持以太口自协商（其实可以实现但没有　ｂ必须根据ＰＨＹ芯片原有的典型电路接法　图２无变压器以太网背板点对点连接　必要）　决定是否进行阻抗匹配　不支持Ａｕｔｏ—ＭＤＩＸ功能（其实可以实现但没　ｃ必须根据ＰＨＹ芯片原有的典型电路接法进　有必要且难以保证信号质量）　行输出信号进行上拇处理　２无变压器的以太网接法　ｄ由于对端采用ＡＣ耦合因此发送端口必须　２１接收端接法　提供直流回路　使用现有的ＰＨＹ芯片实现无变压器以太网　图５所示的是ＬＸ￣Ｉ９７ｌＡ的混合式接法，其发　，双点　连接，需要对原有的电路进行一些调　送端采用无变压器接法而接收端采用典型接法。　整针对¨妾收端，必须保证接收端的特征阻抗　３测　吉果　（１０ｔ，ｎ）、接收端应实现ＡＣ耦合、必须提供共模旁　在框式系统中，背板的ＰＣＢ走线远远小于５　路（ｂｙｐａｓｓ）。根据不同的ＰＨＹ芯片有不同的接法，　米，只有将ＰＣＢ差分走线控制在ｌＯ０￣ｑ附近，信号　这里由于篇幅有限，只介绍典型的接法。　质量是可以得到保证的。而且ＰＨＹ芯片的接收端　图３中的右边是典型的接法，它由于采用了　的裕量是很大的，ＩＥＥＥ　８０２．３标准要求　—个无中心抽头的变压器因此需要一个０．０１ｕＦ的　１００Ｂａｓｅ—Ｔ接口使用１００米ＣＡＴ５网线时的误码　电容提供共模旁路。图３中左边是ＬＸＴ９７ＩＡ的接　率小于ｌ０—１２，此时的接收端电平已经小于　女　女　’～Ｒ２　Ⅸ　收端无变压器接法，Ｃ４、Ｃ５替代了变压器实现ＡＣ　５００ｍＶ（ＡＮＳＩ　Ｘ３２６３—１　９９５附录Ａ给出了双绞线　图４　ＬＸＴ９７１Ａ发送端无变压器接法　耦合隔离了直流分量有利于热插拔防护，Ｒ１、Ｒ２确　模型的技术要求，对常用的４ＰＲ　２４ＡＷＧ　ＵＴＰ　定了接收端口的特征阻抗为１００ｎ，Ｃ３为共模信　７５Ｃ型网线用１６ＭＨｚ正弦信号进行测试，９５米长　４结论　号提供了旁路。无变压器的接法较之典型接法，差　的网线所带来的插入损耗约为７５ｄＢ，网线对基频　在框式系统中，背板不用考虑防雷击，而且如　别在于使用了２个ＡＣ耦合电容（０．１ｕＦ）替代了变　为３１２５ＭＨｚ的信号衰减就更大一些了。如果按照　果背板以太接口损坏了，那么背板上的其他信号线　压器。　７５ｄＢ的衰减计算，此时的差分电压应为４２２ｍＶ　也同样难以幸免，所以点对点的以太网背板总线结　接收端无变压器接法小结　以下），使用无变压器以太网作为背板业务总线是　构完全可以采用无变压器的以太网连接方式，尽管　对比不同的ＰＨＹ芯片的典型接法与无变　完全没有问题的。　防护能力对比使用变压器的会有所降低，但无变压　器接法之后，发现了下面的规律。　尽管测量结果很满意，但由于目前应用还不　器没汁端口采用ＡＣ耦合且有共模旁路考虑，防闩　是很多，所以在具体实际应用中还是要稍微在意以　锁、防共模的能力仍然较强，其防护ｌ生能不在其他　下些小细节：ａ将ＰＩＩＹ与连接器之间的距离做到　信号之Ｆ，完全可以满足系统性能要求，在有特殊　最小：分立元件应尽可能的靠近ＰＨＹ芯片引脚。背　防护要求的情况下可以添加　ｒ、，ｓ管进行静电以及　板的ＰＣＢ走线应当符合ＣＡＴ５以太网线的挣　。ｂ　差分电压防护；相信在越来越多的框式系统中，背　ＰＣＢ差分走线的阻抗控制在１（）（】ｎ，丑每一对差分　板中会越来越多用到无变压器的以太网作为背板　走线阻抗应保持一致以背板连接器符合阻抗要求。　总线　量麓　誉　罾　　ｌｆ　Ｉｕ～…１　　１ｓ　～’ｔ÷‘ｉ　ｃｒ】１　：　ｒＩ＿差分走线附近的ＰＣＢ面积尽量的闲置，将串扰做　到最小。ｄ．匹配电路靠近器件放置。￡背板差分走线　图５　ＬＸ＇Ｉ’９７１Ａ的混合式接法　越短越好。　过孔数量做到最少。　责任编辑：王青翠　一８２—　

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