microstrip de impedancia diferencial de 100 ohmios PCB traza geometrías en un tablero de dos capas

Navega tus respuestas
1

INTRODUCCIÓN: mi objetivo es diseñar un sistema conectado a Ethernet como un pasatiempo (es decir, mucho tiempo pero no deseo gastar mucho). Mis limitaciones de diseño serían adheridas a un PCB de 2 capas de 100 mm x 100 mm con orificios mínimos de 0,3 mm y una pista / separación / anillo anular mín. De 0,15 mm y un dieléctrico de 1,53 mm de espesor con una constante dieléctrica relativa de 4,29 mm. Estoy evitando un stackup de PCB de 4 capas.

MI ENFOQUE: un microcontrolador con MAC incorporado con un KSZ8091RNA PHY y un RB1-125BAG1A Conector RJ45 con incorporado Magnetics, diseñado utilizando Altium Designer.

PRIMER PROYECTO DE DISEÑO INCOMPLETO:

PRIMEROSCÁLCULOS:

MISPREGUNTAS:¿Deberíapreocuparmeporhacercoincidirlaimpedanciadiferencialde100ohmiosentrelaslíneasdetransmisiónqueconectanelPHYconelconectorRJ45yelmagnetismodadalalongituddeestastrazas?¿Seríamejorcruzarlastrazasmanteniendoelanchode0.956mmoreducirprimeroelanchodelastrazasyluegorealizarelcruce?¿Cuálseríaelespacioóptimoentrelosdospares?¿Sugeriríaalgunaotraconsideracióndediseñoadicional?(apartedeunstackupde4capas).

EDIT1:Esteesmiesquema:

EDIT2:Estoytratandodeencontrarunaguíadeondacoplanardiferencialconcalculadoradetierraparavercómoseveríanlashuellasenesaconfiguración.

EDIT3:Estoytratandodelograrconexionesde100Mbps.Eltransmisorsepuedeconfigurarpara10o100Mbpsendúplexmedioycompleto,yTriseyTfallparecenestarfijosa3-5nsparaelmodode100Mbpsy25nspara10Mbps.Parecequeengranmedidapodríaprescindirdecualquierimpedancia,teniendoencuentacuálessonlaslongitudesderastreo.Sinembargo,obtuveunaCPWdeZDiffconunacalculadoracapazdehacertierra:

Guíadeondacoplanardesuperficiediferencialconcálculosentierra:

*0.29mmdeanchoparaobtener100OhmsZDiffmientrasseusaunespaciadode0.15mm.

Microstripdesuperficiediferencialconcálculosdeterreno:(Estacalculadoradiounresultadodiferente,noséporqué)

*Trazosdeanchode0,46mmparaobtenerZDiffde100Ohmsmientrasseusaunespaciadode0,15mm.

ActualizarélapublicaciónunavezquelostrazadossehayantrazadoutilizandolaconfiguracióndeCPW.¿Alguienpuedeverificarsiloscálculosestánbien?¡Ojalásupieracómoresolverestosproblemasconlápizypapel!

EDIT4:

SEGUNDODISEÑOINCOMPLETOPROPUESTO:

Las trazas de señal son de 0,29 mm de ancho y 23 mm +/- 0,5 mm de largo. ZDiff parece ser de 100 ohmios. ¿Este diseño parece 100 Mbps capaz? ¿Sugeriría alguna modificación?

    
pregunta Juan Manuel López Manzano

1 respuesta

2

Sus pistas de señal para el PHY 10/100 con tiempo de aumento de 3 ns son excesivamente gordas en comparación con las señales de datos que ha igualado cuidadosamente las longitudes pero que ignoró los efectos de diafonía. Esto demuestra que no entiendes qué reglas seguir en tu diseño.

Aunque su diseño puede funcionar, siempre es mejor seguir el proveedor recomendaciones para el diseño, el desacoplamiento de Vdd, la separación entre pistas, los planos de tierra (hacer y no hacer), el desacoplamiento del plano de suministro, ethernet AC acopla las terminaciones a AC gnd y traza biseles en las esquinas para reducir las emisiones de gradiente de campo E

Un dieléctrico de placa más delgada facilita la obtención de impedancias más bajas para que no necesite un espacio tan estrecho.

También desde el min. el tiempo de aumento de su chip es 3ns para el puerto Ethernet, o solo más de 100MHz BW las impedancias de la línea de transmisión no son tan críticas, ya que 100MHz tiene una longitud de onda de 1500 mm en FR4 y las impedancias no coincidentes para el 1% de la longitud de onda no degradarán la integridad de la señal Sin embargo, otros factores anteriores pueden aumentar el ruido si no se siguen.

  

Ya que tuve que adivinar qué IC estabas usando y ninguno de los otros detalles > que mencioné, mencioné esta información adicional.

     

Si mis suposiciones eran erróneas, háganoslo saber con más detalles en cuestión.

Por cierto, la conexión a tierra a través de las tapas a ambos lados del magnético sirve para desviar el ruido del modo común con el toque central al Vdd con el desacoplamiento adecuado. Si no tiene conexión a tierra y solo tiene un chasis y un escudo de STP, entonces use eso, que puede funcionar dependiendo de la proximidad de SMPS ruidosos, etc.

    
respondido por el Tony EE rocketscientist

Lea otras preguntas en las etiquetas

¿Cómo descarga el capacitor el transistor NPN en un temporizador 555 cuando la salida es baja? ¿Hay un tipo de inductor que tenga la mejor inductancia por unidad de volumen?