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Ethernet PHY · 参考设计合集

网口电路设计:以太网 PHY 接口参考设计

网口电路设计(也叫以太网接口电路设计、PHY 外围电路)说的是从 PHY 芯片的 MDI 差分口,经网络变压器(或集成网变的 RJ45、Chip LAN)到 RJ45 线缆触点这一段接口电路,决定链路能否稳定协商、能否通过 EMC 与浪涌测试,以及 GND 与机壳地(SHIELD)如何分隔。

以太网 PHY 接入方案图标

网口电路由哪几部分组成,各起什么作用?

信号通路:PHY → RJ45

  • PHY 芯片:输出 MDI 差分信号。电压型片内端接;电流型要外置 49.9Ω 端接并给中心抽头偏置,外围接法由此而定。
  • 端接与中心抽头:电流型 PHY 每条 MDI 线经 49.9Ω 接 VBIAS,中心抽头也接 VBIAS;电压型 PHY 的中心抽头各经 100nF 接地。电容都靠近对应引脚。
  • 网络变压器(TD):1:1 隔离变压器加线缆侧共模扼流圈,负责隔离并抑制共模干扰;可外置分立,也可集成进 RJ45。
  • Chip LAN 共模电感:用在无网络变压器方案里,和隔直电容配合,只做共模滤波;隔离靠电容和间距,要按端口隔离试验确认。
  • RJ45 触点:百兆用 1/2、3/6 两对,4/5、7/8 空闲;千兆和万兆四对都收发,依次接 1/2、3/6、4/5、7/8。

防护与接地

  • Bob Smith 共模端接:线缆侧中心抽头(百兆还有空闲对)各经 75Ω 汇到一点,再经 1nF 高压电容接机壳地;只做共模端接,不替代浪涌防护。
  • TVS:放在 PHY 侧,限制传到 PHY 的瞬态。有网络变压器的方案逐对跨接,电容耦合方案每根线对地接。
  • GDT(气体放电管):接在线缆侧中心抽头与机壳地(PE)之间泄放浪涌,要和 TVS、磁件配合选型。
  • 机壳地与电路地:RJ45 金属壳接机壳地(SHIELD),电路地 GND 与它分网,两者怎么连按整机设计。

以上按本页参考设计归纳,具体取值以所选 PHY 原厂资料和各参考设计的“适用范围”为准。

电压型 PHY 和电流型 PHY 的外围接法有什么不同?

电压型 PHY(片内端接)

  • MDI 不再外加 49.9Ω 端接电阻
  • PHY 侧中心抽头(CT)经电容接地
  • CT 不接偏置电源

电流型 PHY(外置端接)

  • 每条 MDI 线经 49.9Ω 接偏置电源 VBIAS
  • PHY 侧 CT 也接 VBIAS
  • VBIAS 就近旁路

两种接法不能混用,选型时以 PHY 原厂资料为准;每份参考设计的“适用范围”都写明了对应的 PHY 架构。

分立网变 + RJ45 与集成式网口怎么选?

分立方案(外置网络变压器 + 分立 RJ45)

  • 可单独选择磁件规格
  • 便于布局防护器件

集成式网口(RJ45 内置 TD 与 Bob Smith 共模端接)

  • 占板面积小
  • 走线短

需要做浪涌防护时,参考“以太网口防雷与防静电”分组中的分级防护接法。

需要针对项目选型?

把芯片型号、接口速率、供电与防护要求发给沃虎 FAE,对照参考设计核对外围器件。

联系 FAE →