이 이더넷 차동 페어를 개선하려면 어떻게해야합니까?

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이것은 첫 번째 100 Mbit / s 이더넷 프로젝트입니다 (차동 신호에 대해 더 배우기 위해하고 있습니다).

나는이 특별한 경우에 좋은지 나쁜지를 알지 못하는 두 가지 일을했습니다.

하나는 신호 변압기 아래로 라우팅하는 것입니다. 그것은 경계에 약간 있지만, 비아를 사용하여 쌍을 바꾸지 않고 라우팅하는 다른 방법을 찾지 못했습니다.

어떻게 생각해? 비아 (및 임피던스 불일치)를 사용하거나 인덕터에 너무 가까운 경로를 사용하는 것이 더 좋을까요?

또한 KiCad 의 차동 도구를 사용해 보았고 두 쌍을 같은 길이로 일치 시켰습니다 (그렇지 않으면 한 트랙의 길이가 약 6mm 더 큼 ). 이것이 이더넷에 대한 좋은 습관입니까?

이것은 현재 PCB를 캡처 한 것입니다.

이것이 내가 사용하는 회로도입니다. lan9512 참조 회로도를 사용합니다. 솔직히 말해서, 나는 디자인의 임피던스에 대해 전혀 모른다. 50ohm 또는 100ohm을 사용해야하는지 잘 모르겠습니다.

양면 PCB, FR4 1.6mm 높이 및 1.6oz 구리 (35µm)에 대한 임피던스 계산을 포함합니다.

보시다시피, 트랙은 0.8 mm입니다! -너무 큽니다.

이것이 최종 버전입니다. 1.6mm, 간격 0.16mm (저렴한 PCB 제공 업체에서 최소)로 추적

이 소중한 마스터 클래스에 감사합니다. 차동 쌍에 대해 많이 읽을 것입니다.

— 하비에르 루 레이로
소스

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이더넷에서 데이터 극성을 유지하는 것이 중요합니까?

— Andy 일명

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변압기의 다른 쪽에서 반전이 발생하는 것은 어떻습니까?

— Andy 일명

1

좋은 질문입니다. 회로도에서 RX-와 RX +와 CRX- / CRX +를 바꿀 수 있습니까?

— Javier Loureiro

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@ 마이클 : 내 계획은 다음 버전에서 4 개의 포트를 사용하는 것이므로 합리적인 가격으로 4 개의 포트 잭을 찾지 못했습니다.

— Javier Loureiro

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나는 여전히 MagJacks를 사용하고 그중 4 개를 나란히 놓았습니다.

— Michael Karas

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이것을 라우팅하는 방법을 제안한다면 다음과 같은 것을 제안 할 것입니다.

— 마이클 카라스
소스

1

영리한 사진 편집으로 투표권을 얻습니다.

— Andy 일명

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확실히, 길이 일치는 diff 쌍을 가진 전투의 절반에 불과합니다. 동일한 길이의 트레이스를 가지고 있지만 보드에서 완전히 다른 경로를 사용하는 경우 트레이스 중 하나가 다른 트레이스가 아닌 유도 / 용량 성 등의 영향을받을 수 있습니다. @MichaelKaras의 제안은 두 가지 트레이스에서 유도 효과가 동일하게 발생하고 diff 쌍이 본질적으로 작동하는 방식으로 상쇄되기 때문에 바람직합니다.

— Wossname

내가 참조. 변압기는 두 트레이스 모두에 영향을 줄 수 있지만이 효과는 시장 문제를 일으키지 않습니다. +1

— Javier Loureiro

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임피던스 정보 : 100 Ohms 차동이 필요하며 50 Ohms 단일 와이어와 동일합니다. "임피던스 계산기"(예 : https://www.eeweb.com/toolbox/microstrip-impedance ) 를 사용해야 합니다. 유전체 두께는 PCB 설계에서 비롯됩니다. 구리 두께는 일반적으로 35um이며 결과에 약간의 영향을 미칩니다. 트레이스 폭과 트레이스 분리는 RF 설계에 중요합니다.

— 석사
소스

또 다른 좋은 도구는 Saturn PCB Toolkit 입니다.

— rdtsc

흥미롭게도 USB2.0 및 이더넷 (최소한 10/100, GBE에 대해서는 확실하지 않음)은 특성 임피던스 요구 사항이 매우 유사하므로 단일 설계를 모두 사용할 때보다 쉽게 생활 할 수 있습니다. 필자의 경험에 따르면 USB2.0은 90 Ohms +/- 15 %가 필요하고 이더넷은 일반적으로 약 100 Ohms이며, 겹치는 편리한 창이 있습니다.

— Wossname

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또한 Gerbers에 제출할 때 항상 보드 제조업체에 임피던스 계산을 요청하십시오. 이것은 요청하는 표준적인 것으로 비용을 청구하지 않습니다 (대부분의 가능성). 실제로 원하는 임피던스를 충족시키기 위해 트레이스 폭을 변경하도록 요청할 수도 있습니다.

— Wossname

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길이 일치 정보 : 생각만큼 중요하지 않습니다. 100MBit 이더넷은 125MBaud / s의 심볼 속도를 사용하며 각 심볼의 길이는 8ns입니다. 이에 비해 10mm의 다른 라우팅 길이는 30ps 또는 0.5 % 미만의 스큐를 발생시킵니다 (구리 트레이스의 신호 속도는 대략 광 속도의 절반 임). 이것은 수신기에서 비트 오류를 얻기 위해 마진을 약간 줄이지 만 영향은 무시할 수 있습니다.

차라리 올바른 임피던스를 제공하는 데 집중합니다. 더 비싼 임피던스 제어 PCB를 사용하지 않으면 서 가장 좋은 방법은 다음과 같습니다. 두 트레이스 사이의 거리는 너비와 같아야하고 다음 접지 층까지의 거리는 두 트레이스의 너비보다 약간 더 커야합니다. 예 : 150um 트레이스, 150um 갭, 200-400um to ground layer (4-8 레이어 PCB에서 일반적으로 사용).

— asdfex
소스

알았어, 고마워,이 대답은 저에게 많은 도움이됩니다 !! 이 보드는 2 레이어입니다 (4 레이어가 더 낫다고 생각하지만 이것은 나 자신을위한 테스트 일뿐입니다). 모든 차동 트레이스 (USB 포트 포함)에서 접지면을 사용하지 않을 계획입니다.

— Javier Loureiro

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고속 트레이스 아래에서 접지면을 사용하는 것이 좋습니다.

— Master

@ asdfex, 나는 최고 고속 라인과 다음 접지면 사이에 0.1 mm FR4를 사용합니다. 내가 기억하는 것처럼 50 Ohms의 트레이스 너비는 0.16mm입니다. 이것은 잘 작동하고 임피던스 제어를 여러 번 주문했는데 너비를 변경할 필요가 없습니다. 차동 100 Ohms 라인의 너비는 0.15 mm이고 간격은 0.15 mm입니다. 0.2-0.4 mm 유전체를 사용하면 8 층에서도 PCB가 너무 두껍습니다.

— Master

1

@Master 차동 0.15 / 0.15 트레이스와 0.1mm 유전체는 약 80 Ohms 임피던스를 제공합니다. 내 0.15 / 0.15 및 0.2는 완벽한 95 옴에 가깝고 0.1mm 트레이스와 갭으로 더 좋습니다. 내 PCB 제작자는 총 스택 높이 1.6mm에서 각 레이어 사이에 180um 간격의 기본 8 레이어 스택을 가지고 있습니다.

— asdfex

@asdfex, 임피던스를 측정 했습니까, 아니면 임피던스 제어 제조 공정을 주문 했습니까? 정말 궁금합니다. 당신의 디자인과 나의 디자인의 차이는 오히려 크다. 내 디자인은 계산을 기반으로 할뿐만 아니라 PCB 제조업체의 임피던스 제어 프로세스로 여러 번 확인됩니다. 그들은 몇 퍼센트 안에 임피던스가 100 Ohms이므로 너비를 변경할 필요가 없다고 말했다.

— Master

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보드가 볼 수있는 길이와 속도에서 큰 차이는 없을 것입니다. 대역폭이 50MHz에 불과한 100Mbit에서 길이 일치 트레이스는 일반적으로 길이 차이가 파장의 의미있는 부분이 될 때까지 문제가되지 않습니다 (50MHz는 6 미터, 9 차 고조파는 여전히 반 미터 이상). 나는 그것에 대해 걱정하지 않을 것입니다.

— 샘
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