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Design-Beispiel

Ethernet PCB Design Guide

Entwerfen Sie zuverlässige 1G-, 10G- und 25G-Ethernet-Schnittstellen. Lernen Sie PHY-Layout, Magnetik-Platzierung und Differenzpaar-Routing für Hochgeschwindigkeitsnetzwerke.

Ethernet-Design-Checkliste

  • 100Ω Differenzimpedanz (±10%)
  • Magnetik nahe RJ45 (<25mm)
  • Bob Smith Terminierung für EMI
  • ESD-Schutz auf Leitungsseite
  • Paarlängenanpassung innerhalb 50 mils

Ethernet-Standards

StandardGeschwindigkeitPaareImpedanzFrequenzKabel
100BASE-TX100 Mbps2100Ω diff31.25 MHzCat5
1000BASE-T1 Gbps4100Ω diff62.5 MHzCat5e
2.5GBASE-T2.5 Gbps4100Ω diff100 MHzCat5e
5GBASE-T5 Gbps4100Ω diff200 MHzCat6
10GBASE-T10 Gbps4100Ω diff400 MHzCat6a
25GBASE-T25 Gbps4100Ω diff1 GHzCat8

Ethernet-Layout-Richtlinien

PHY-Platzierung

  • • PHY zwischen MAC und Stecker platzieren
  • • Kurze MDI-Leitungen zur Magnetik
  • • Analoge und digitale Versorgungen trennen
  • • PHY-Hersteller-Layout-Richtlinien folgen

Magnetik und Stecker

  • • Verwenden Sie integrierten Magjack wenn möglich
  • • 1:1 oder 1:2.5 Mittelabgriff-Transformatoren
  • • Common-Mode-Drosseln für EMI
  • • RJ45-Schirmung zu Chassismasse

Differenzpaare

  • • 100Ω Differenz, 50Ω Single-Ended
  • • Paare eng gekoppelt halten
  • • Längen innerhalb jedes Paares anpassen
  • • Kreuzung anderer Hochgeschwindigkeitssignale vermeiden

Geschwindigkeitsspezifische Design-Tipps

1G Ethernet (1000BASE-T)

  • Standard-FR-4 ist ausreichend
  • Alle 4 Paare gleichzeitig für TX/RX verwendet
  • Auto-MDIX behandelt Crossover
  • Echo-Unterdrückung im PHY kompensiert Crosstalk

10G+ Ethernet

  • Erwägen Sie PCB-Material mit geringem Verlust
  • PAM-16-Kodierung für 10GBASE-T
  • Rückflussdämpfung am Stecker minimieren
  • Höhere Leistungsaufnahme - thermisches Design

FAQ

Wo sollte ich Ethernet-Magnetik platzieren?

Platzieren Sie die Magnetik so nah wie möglich am RJ45-Stecker - typischerweise innerhalb von 25 mm. Dies minimiert die Leitungslänge auf der Leitungsseite (exponiert gegenüber ESD) und maximiert die EMI-Unterdrückung. Viele Designs verwenden integrierte Magjack-Stecker, die RJ45 und Magnetik in einem Modul kombinieren.

Was ist die Impedanzanforderung für Ethernet?

Ethernet verwendet 100Ω ±10% Differenzimpedanz für alle Geschwindigkeiten von 100 Mbps bis 25 Gbps. Die MDI-Schnittstelle (PHY zu Magnetik) und das Kabel benötigen beide 100Ω. Verwenden Sie eng gekoppelte Differenzpaare und halten Sie die Impedanz durch Steckverbinder und Durchkontaktierungen konsistent.

Wie routed man 10GBASE-T-Signale?

10GBASE-T verwendet alle 4 Paare mit PAM-16-Kodierung. Halten Sie Paare eng gekoppelt mit 100Ω-Impedanz. Gleichen Sie Paarlängen innerhalb von 50 mils an. Routen Sie direkt vom PHY zur Magnetik mit minimalen Durchkontaktierungen. Verwenden Sie eine solide Massereferenz und erwägen Sie Materialien mit geringem Verlust für längere Leitungen.