一前言

隨著智能化設(shè)備的普及應(yīng)用，智能主板也應(yīng)用的越來越廣泛，比如在信息發(fā)布、自助終端、智慧收銀等方面應(yīng)用越來越廣。同時(shí)為了讓人們能夠在不同的地點(diǎn)之間進(jìn)行信息交流和資源共享，這些智能設(shè)備都需要連上互聯(lián)網(wǎng)，以太網(wǎng)模塊就成了它們不可或缺的一部分。

二以太網(wǎng)模塊簡(jiǎn)介

我們把以太網(wǎng)模塊的主要數(shù)據(jù)傳輸做了一個(gè)簡(jiǎn)單的架構(gòu)圖（如圖1），從圖中可以看到，這些數(shù)據(jù)的傳輸都是我們要主要關(guān)注的，特別是里面的時(shí)鐘信號(hào)，相信很多整改EMC的工程師都遇到過以太網(wǎng)時(shí)鐘超標(biāo)的問題點(diǎn)。其中，百兆以太網(wǎng)的時(shí)鐘基頻是50MHz，千兆以太網(wǎng)的基頻是125MHz。

以太網(wǎng)模塊架構(gòu)圖（1）

那么針對(duì)其中的時(shí)鐘問題，我們有以下措施：

1. 在時(shí)鐘線上加RC濾波；

2. 把時(shí)鐘線包地以后走在中間層；

3. 把PHY芯片跟CPU屏蔽起來；

另外MDI網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳輸?shù)脑肼晢栴}我們就可以加共模濾波器。

三案例分享

這個(gè)案例是某RK方案的安卓控制板，上面用的PHY芯片是瑞芯微的方案，從測(cè)試數(shù)據(jù)就可以顯著看到以太網(wǎng)時(shí)鐘數(shù)據(jù)超標(biāo)。摸底測(cè)試數(shù)據(jù)如下：

摸底數(shù)據(jù)——水平圖（2）

摸底數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)——垂直圖（3）

數(shù)據(jù)中超標(biāo)的頻點(diǎn)是125MHz的時(shí)鐘，前面說的可以判斷出是千兆網(wǎng)的基頻，相信很多工程師已經(jīng)開始頭疼了，因?yàn)槲灞额l以下都是比較有效的頻率，特別是基頻，但凡我們?yōu)V波參數(shù)加的過大，以太網(wǎng)就會(huì)直接罷工。

這時(shí)不管問題有多艱難，我們都要耐心，細(xì)心的去嘗試驗(yàn)證，我們先把前面說的措施加上去看看，這款主板它在設(shè)計(jì)的時(shí)候就進(jìn)行的EMC預(yù)留，它已經(jīng)在PHY芯片CLK_OUT、TX_CLK、RX_CLK上加了RC濾波。這是非常好的，在前期的設(shè)計(jì)預(yù)留，可以減少后期加整改措施的難度、改板次數(shù)與周期。

RC濾波圖（4）

機(jī)器上面用的電阻參數(shù)是比較小的，我們嘗試把它們加大，嘗試了很多參數(shù)，最后決定電阻改為120Ω，電容5pF。因?yàn)檫@個(gè)參數(shù)對(duì)它機(jī)器125MHz這個(gè)頻點(diǎn)濾波效果最好，同時(shí)以太網(wǎng)也能正常工作。

更改RC參數(shù)后的測(cè)試數(shù)據(jù)圖（5）

可以看到，雖然把措施都加上了，但125MHz這個(gè)點(diǎn)還是超標(biāo)了0.68個(gè)DB，讀點(diǎn)也讀不下來。現(xiàn)在我們就要從細(xì)節(jié)去處理。我們細(xì)細(xì)研究發(fā)現(xiàn)，瑞芯微的芯片方案大多數(shù)的CLK_OUT旁邊都挨著RJ45兩個(gè)指示燈線，而且很多人也忽視了這兩個(gè)指示燈的走線。CLK_OUT上的時(shí)鐘耦合到這兩個(gè)走線導(dǎo)致以太網(wǎng)的基頻輻射出去。

瑞芯微芯片引腳圖（6）

瑞芯微方案架構(gòu)圖（7）

LED燈線這邊的話我們有兩個(gè)方案可以采取，第一可以在走線上串磁珠，第二在靠近引腳處加濾波電容。因?yàn)檫@里沒有做串阻的預(yù)留，所以我們采取加濾波電容。在兩個(gè)燈線上對(duì)地加了100pF的濾波電容，數(shù)據(jù)能通過測(cè)試。

最后數(shù)據(jù)圖（8）

四總結(jié)

以太網(wǎng)模塊雖然已經(jīng)比較成熟，但它的EMC問題還是我們工程師的一大難點(diǎn)。所以針對(duì)這些難點(diǎn)，我們就需要更加細(xì)心的去嘗試驗(yàn)證，不放過那些容易被我們忽略的細(xì)節(jié)。希望上面案例的整改思路，能夠給各位工程師提供一點(diǎn)幫助，不足之處還望指正。