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以太网 PHY 接入 · 标准参考设计

百兆网口电路设计:分立 RJ45 + 外置网络变压器(电压型 PHY)

  • 非 PoE
  • 片内 MDI 端接
  • PHY 侧 CT 各经 100nF 接 GND

版本 D1.0 技术审阅稿验证状态 图文核查完成,未做样机验证作者 沃虎技术团队审核 Geoffery Bob(FAE 工程师)审核日期 发布 更新

百兆网口电路设计:分立 RJ45 + 外置网络变压器(电压型 PHY)原理图(标准设计参考 D1.0)
百兆网口电路设计:分立 RJ45 + 外置网络变压器(电压型 PHY) · 标准设计参考原理图(D1.0)

百兆网口电路设计要点

适用范围

非 PoE、分立 RJ45+外置百兆网变。采用片内 MDI 端接且允许两路 CT分别经电容接地的电压型 PHY。

PHY 侧连接

MDI0±、MDI1±分别接 T1A、T1B;数据线不重复外加49.9Ω。CT_A、CT_B 各经 C1、C2(100nF)接 GND。两路 CT 保持独立,不接偏置电源。电容紧靠对应 CT。

网变与线缆连接

T1 为两路 1:1 隔离变压器+线缆侧 CMC的 TD 结构。A±接 RJ45 1/2,B±接3/6;收发角色按 PHY 的 MDI/MDI-X 配置确定。

Bob Smith 与屏蔽

两路线缆侧 CT 分别经 R1、R2 接 BS;4/5、7/8各自并组后,经 R3、R4接 BS。R1-R4 均为75Ω;BS 经 C3(1nF,额定耐压≥2kV)接 SHIELD,金属壳直接接同一 SHIELD。

实现边界

R1-R4、C3 均为板上外置器件。GND 与 SHIELD 分网,整机关联另行设计。PHY 供电、时钟、复位、MAC 及 LED 外围按实际器件补齐,功能端名与触点号须映射到实际焊脚。

百兆网口电路原理图怎么读

  • 功能端名不代表封装脚号;RJ45 数字为线缆触点。
  • 实心点表示连接,绕组旁点为同名端,跨线弧表示不连接。

相关沃虎器件(选型参考)

以上料号为本参考设计 PDF“产品图示”所列的沃虎器件,用于选型参考;最终型号须按 PHY 原厂资料与电路参数逐项复核。

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器件设计理由与技术依据

器件 / 参数数量与位置设计理由依据与页码
U1 / 电压型 PHY1个采用片内 MDI 端接、PHY 侧 CT 经电容接地的百兆架构;因此不再外加49.9Ω或CT偏置电源。仅凭“电压型”名称不能判定全部外围接法。E1 p42;E2 p1
C1、C2 / 100nF2 颗,T1 外分别接 CT_A、CT_B 与 GND,为共模分量提供交流旁路并隔断直流。两路CT独立,各用一颗电容,紧靠对应引脚;实际耐压、介质与封装按工作条件选定。连接:E1 p42-43;靠近CT:E3 p4
T1A、T1B / 1:12 路,T1 内隔离耦合两对差分信号。两侧均带中心抽头;选型须满足目标PHY的电感、插损、回损、共模和绝缘要求。图示TD由隔离变压器与CMC组成,不含自耦级。E1 p42-43、表28;E3 p4图2
CMC_A、CMC_B2 路,T1 内双绕组共模扼流圈串在线缆侧数据通路,用于衰减共模干扰。两绕组及同名端保持配对,差分通道分别贯通;不能把两条数据线短接。E1 p42;E3 p4、p7
R1-R4 / 75Ω4 颗,T1 外R1/R2分别接两路线缆侧CT;R3/R4分别接4/5、7/8线对。各先串75Ω再汇入BS。±1%作为本版选型建议;这些电阻用于共模端接,不是PHY侧差分端接。E3 p4图2、p6 §2.3;精度为工程建议
C3 / 1nF,≥2kV1 颗,T1 外BS经C3接SHIELD,提供高频共模回路并隔断直流。额定耐压依据原厂建议。具体器件须校核AC/DC额定值、试验条件与绝缘认证;该耐压不代表系统浪涌等级。E3 p6 §2.3
J1 / 分立 RJ451个A±→1/2,B±→3/6;4/5同组,7/8同组,各经一个75Ω接BS,仅适用于本版非PoE百兆用途。RJ45触点号须按实际连接器映射到焊脚;金属壳接SHIELD。E3 p4、p6-7;映射按本图
GND / SHIELD两个网络GND连接PHY侧电容;SHIELD连接Bob Smith电容及金属壳。图中不添加GND与SHIELD的固定RC网络;与机壳/PE的关系及耦合位置按整机结构、绝缘和EMC设计。E3 p7 §2.4;耦合方案待整机确定

原厂资料与采用范围

  1. E1 · Analog Devices ADIN1200 数据手册,Rev.B,2024-05。p24,表18;p42-43,Magnetics、图38、表28;p86-87,PCB Layout。采用MDI映射、片内端接及独立100nF接地。图38含自耦级,本图选用两级TD磁件。
  2. E2 · Texas Instruments DP83825I 数据手册,SNLS638C,2026-04。p1、p86-87 §8.4:百兆电压型驱动、片内MDI端接和100Ω差分布线。其电源及封装参数不用于通用主图。
  3. E3 · Texas Instruments AN-1469,SNLA079D,2013-04。p4 图2、p6 §2.3、p7 §2.4。仅采用隔离后的线缆侧端接与屏蔽原则;1nF/≥2kV取自p6正文,图2另画1500pF。PHY侧供电和49.9Ω不采用。

使用边界

本文是MDI接口参考电路,不包含完整PHY外围或防护认证结论。参考电路用于设计选型;最终连接、器件规格与整机性能按实际选型及验证结果确定。资料核对与图文检查完成后供选型审阅;尚未进行样机、EDA ERC或系统认证试验。落板要求:两对MDI按100Ω差分阻抗布线,短而对称,减少支路与换层;PHY侧保持连续参考平面,隔离区域的铜皮与间距另行核定。

百兆网口电路常见问题

电压型 PHY 的网络变压器中心抽头要不要接 3.3V?

本设计不接。CT_A、CT_B 各经一颗 100nF 电容接 GND,两路 CT 保持独立,不接偏置电源。前提是 PHY 采用片内 MDI 端接且允许 CT 经电容接地;仅凭“电压型”名称不能判定全部外围接法,需按选定 PHY 的资料核实。

百兆网口 RJ45 没用的引脚(4/5、7/8)怎么处理?

4/5、7/8 各自并组后,分别经 R3、R4(75Ω)接 BS;两路线缆侧 CT 也分别经 R1、R2(75Ω)接 BS,BS 再经 C3(1nF,额定耐压≥2kV)接 SHIELD。这一接法仅适用于本版非 PoE 百兆用途,触点号须按实际连接器映射到焊脚。

数据线上还要再加 49.9Ω 端接电阻吗?75Ω 是干什么的?

不用再加。本设计 PHY 采用片内 MDI 端接,数据线不重复外加 49.9Ω。R1-R4 的 75Ω 属于 Bob Smith 共模端接,位于网变线缆侧、汇入 BS,不是 PHY 侧差分端接;±1% 精度为本版选型建议。

网变里的 TD 结构是什么,选型要核对哪些参数?

TD 指两路 1:1 隔离变压器加线缆侧双绕组共模扼流圈(CMC),图示不含自耦级。选型须满足目标 PHY 的电感、插损、回损、共模和绝缘要求,并核对完整脚号、内部 CT/CMC 结构及 10M 模式规格,再完成链路、回损与 EMC 验证。

C3 标了 1nF/≥2kV,是不是就代表网口能扛 2kV 浪涌?

不是。≥2kV 额定耐压依据 TI AN-1469 正文建议,用于 BS 到 SHIELD 的高频共模回路并隔断直流;具体器件须校核 AC/DC 额定值、试验条件与绝缘认证,该耐压不代表系统浪涌等级,本文也不包含防护认证结论。

Reference design · PDF

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《10/100BASE-T 网络接口 & 百兆网络变压器 & 电压型 PHY》 · D1.0 · 3 页

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