以太网电接口采用UTP设计的EMC设计指导书
经典中的经典 以太网电接口采用UTP设计的EMC设计指导书
�以太网电接口采用UTP设计的EMC设计指导书一、UTP（非屏蔽网线）的介绍非屏蔽网线由两根具有绝缘保护层的铜导线组成，两根绝缘铜导线按照一定密度绞在一起，每一根导线在传输中辐射的电波会与另外一根的抵消，这样可降低信号的干扰程度。
用来衡量UTP的主要指标有：1、衰减：就是沿链路的信号损失度量。
2、近端串扰：测量一条UTP链路对另一条的影响。
3、直流电阻。
4、衰减串扰比（ACR）。
5、电缆特性。
二、10/100/1000BASE-T以太网电接口原理图设计10/100/1000BASE-T以太网口电路按照连接器的种类网口电路可以分为：网口变压器集成在连接器里的网口电路和网口变压器不集成在连接器里的网口电路。
1、网口变压器未集成在连接器里的网口电路原理图网口电路主要包括PHY芯片，网口变压器，网口连接器三部分，图中左侧的八个49.9Ω的电阻是差分线上的终端匹配电阻，其阻值的大小由差分线的特性阻抗决定，当变压器内的线圈匝数发生变化时，其阻值也跟随变化，保证两者的阻抗匹配。
由电容组成的差模、共模滤波器可以增强EMC性能。
在线圈的中心抽头处接的电容可以有效的改善电路的抗EMC性能，合理的选择电容值可以使电路的EMC做到最优。
电路的右侧四个75Ω的电阻是电路的共模阻抗。
2、网口变压器集成在连接器里的网口电路原理图网口电路主要包括PHY芯片，网口连接器两部分，网口变压器部分集成在接口内部，同样左侧的49.9Ω的电阻阻值也是由变压器的匝数及差分线的特性阻抗决定的。
中间的电容组成共模、差模滤波器，滤除共模及差模噪声。
75Ω的共模电阻也集成在网口连接器的内部。
3、网口指示灯电路原理图带指示灯的以太网口电路原理图与不带指示灯灯的大致相同，只是多出指示灯的驱动电路。
注意点：1）、两个匹配电阻是否需要根据PHY层芯片决定，如有的PHY层芯片内部集成匹配电阻就不需要。
匹配电阻是接地还是接电源也是由PHY芯片决定，一般接电源。
EMC设计详细讲解教程
从企业产品需要进行设计、整改认证的过程看，EMC工程师必须具备以下八大技能：1、EMC的基本测试项目以及测试过程掌握；2、产品对应EMC的标准掌握；3、产品的EMC整改定位思路掌握；4、产品的各种认证流程掌握；5、产品的硬件硬件知识，对电路（主控、接口）了解；6、EMC设计整改元器件（电容、磁珠、滤波器、电感、瞬态抑制器件等）使用掌握；7、产品结构屏蔽设计技能掌握；8、对EMC设计如何介入产品各个研发阶段流程掌握。
二、EMC常用元件介绍共模电感共模电感是一个以铁氧体为磁芯的共模干扰抑制器件，它由两个尺寸相同，匝数相同的线圈对称地绕制在同一个铁氧体环形磁芯上，形成一个四端器件，要对于共模信号呈现出大电感具有抑制作用，而对于差模信号呈现出很小的漏电感几乎不起作用。
原理是流过共模电流时磁环中的磁通相互叠加，从而具有相当大的电感量，对共模电流起到抑制作用，而当两线圈流过差模电流时，磁环中的磁通相互抵消，几乎没有电感量，所以差模电流可以无衰减地通过。
因此共模电感在平衡线路中能有效地抑制共模干扰信号，而对线路正常传输的差模信号无影响。
共模电感在制作时应满足以下要求：1）绕制在线圈磁芯上的导线要相互绝缘，以保证在瞬时过电压作用下线圈的匝间不发生击穿短路。
2）当线圈流过瞬时大电流时，磁芯不要出现饱和。
3）线圈中的磁芯应与线圈绝缘，以防止在瞬时过电压作用下两者之间发生击穿。
4）线圈应尽可能绕制单层，这样做可减小线圈的寄生电容，增强线圈对瞬时过电压的而授能力。
通常情况下，同时注意选择所需滤波的频段，共模阻抗越大越好，因此我们在选择共模电感时需要看器件资料，主要根据阻抗频率曲线选择。
另外选择时注意考虑差模阻抗对信号的影响，主要关注差模阻抗，特别注意高速端口。
磁珠铁氧体材料是铁镁合金或铁镍合金，这种材料具有很高的导磁率，他可以是电感的线圈绕组之间在高频高阻的情况下产生的电容最小。
铁氧体材料通常在高频情况下应用，因为在低频时他们主要程电感特性，使得线上的损耗很小。
以太网EMC接口电路设计与PCB设计说明
以太网EMC接口电路设计及PCB设计我们现今使用的网络接口均为以太网接口，目前大部分处理器都支持以太网口。
目前以太网按照速率主要包括10M、10/100M、1000M三种接口，10M应用已经很少，基本为10/100M所代替。
目前我司产品的以太网接口类型主要采用双绞线的RJ45接口，且基本应用于工控领域，因工控领域的特殊性，所以我们对以太网的器件选型以及PCB设计相当考究。
从硬件的角度看，以太网接口电路主要由MAC（Media Access Controlleroler）控制和物理层接口（Physical Layer，PHY）两大部分构成。
大部分处理器内部包含了以太网MAC控制，但并不提供物理层接口，故需外接一片物理芯片以提供以太网的接入通道。
面对如此复杂的接口电路，相信各位硬件工程师们都想知道该硬件电路如何在PCB上实现。
下图1以太网的典型应用。
我们的PCB设计基本是按照这个框图来布局布线，下面我们就以这个框图详解以太网有关的布局布线要点。
图1 以太网典型应用1.图2网口变压器没有集成在网口连接器里的参考电路PCB布局、布线图，下面就以图2介绍以太网电路的布局、布线需注意的要点。
图2 变压器没有集成在网口连接器的电路PCB布局、布线参考a)RJ45和变压器之间的距离尽可能的短，晶振远离接口、PCB边缘和其他的高频设备、走线或磁性元件周围，PHY层芯片和变压器之间的距离尽可能短，但有时为了顾全整体布局，这一点可能比较难满足，但他们之间的距离最大约10~12cm，器件布局的原则是通常按照信号流向放置，切不可绕来绕去；b)PHY层芯片的电源滤波按照要芯片要求设计，通常每个电源端都需放置一个退耦电容，他们可以为信号提供一个低阻抗通路，减小电源和地平面间的谐振，为了让电容起到去耦和旁路的作用，故要保证退耦和旁路电容由电容、走线、过孔、焊盘组成的环路面积尽量小，保证引线电感尽量小；c)网口变压器PHY层芯片侧中心抽头对地的滤波电容要尽量靠近变压器管脚，保证引线最短，分布电感最小；d)网口变压器接口侧的共模电阻和高压电容靠近中心抽头放置，走线短而粗（≥15mil）；e)变压器的两边需要割地：即RJ45连接座和变压器的次级线圈用单独的隔离地，隔离区域100mil以上，且在这个隔离区域下没有电源和地层存在。
以太网电接口EMC设计指导书
以太网电接口EMC设计指导书1000字以太网是一种常用的局域网技术，用于连接网络上的设备，例如计算机、服务器、路由器、交换机等等。
以太网电接口的设计在EMC方面较为重要，下面是一份以太网电接口EMC设计指导书，总长1000字左右。
1. PCB设计在PCB设计方面，需要关注的主要是地线的分布和走线。
在走线上，要避免在信号线和电源线或地线上交错走线，应采用分层走线或穿孔解决。
此外，尽量缩短信号线与地线或电源线之间的距离，使其形成一个尽可能小的环路。
2. PCB布局以太网电接口在PCB上的布局也十分重要。
布局应考虑分离敏感信号和不敏感信号，将不同信号类别的器件分布在不同区域。
同时，要避免信号层与电源层（或地层）太过接近，应间隔至少一层其他层。
3. 地线在以太网电接口中，地线的规划和布线是十分重要的。
在PCB上，应保持地面干净和光滑，避免短路和信号串扰。
此外，应在地铺设好装置引脚的直接连接，避免共振现象的发生，保持电抗联源。
同时，要尽量减少地线的共同部分，以避免漏泄电流在不同层之间的传播。
4. 滤波电容为减少电磁干扰，在接口两端应布置抗搅扰滤波电容。
在这里，应选择滤波电容容值、材料以及其布线位置做好设计，以满足电磁兼容要求。
应将滤波电容放置在距离器件尽可能近的位置上，使其具有最大的采样效果。
5. 接地端口在接口的连接形式上，一般可以选用以太网连串和RJ45插座两种方案。
在接地端口的连接上，应选取好质量较高的接地砂纸，确保连接良好。
6. 电源供给在以太网接口的设计中，应考虑并满足器件的电源供给要求。
应选用超低噪声稳压器，以保证电源纹波的较低水平。
在电源供给的接口布线上，要避免与信号线并行，对于高频分立器件，应将滤波电容布置在它们的电源引脚附近。
以上是以太网电接口EMC设计指导书，设计人员在设计过程中需要避免一些错误，使其更符合EMC要求。
AC800F培训手册
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第一章 IndustrialIT 系统概述.doc
拥有大量的硬件平台 采用标准 TCP/IP 协议，易与上一级工厂管理网络相连接 节点可在系统运行中加入或退出网络 冗余功能，系统实时检测模件和网络工作情况，如有故障将自动切换，保证无数据丢失 现场总线（Field Bus） 现场控制站 PS 是由基于开放的国际标准 FieldBus(现场总线技术)的 AC800F 工业控制器及可选的 I/O 站组成，它是一种特殊的过程控制站，它内嵌了现场总线通讯接口，为用户使用现场总线技术提 供了很灵活的选择，现场过程仪表可直接经由现场总线与控制器进行数字通讯，从而节省电缆和施工 费用，同时现场信号也能通过本地或远程安装的 I/O 站（如 ABB 的 S800 及 S900）与控制器连接。 系统允许不同类型的现场总线在同一现场控制器中混合使用并同时运行。每个现场控制器允许插 入 4 块的现场总线接口卡件(卡件类型可以不同)，每个卡件连接 1 条现场总线以采集来自总线的过程 数据和诊断信息，接口卡件更换容易且即插即用(Plug & Play)。现场控制器通过系统网络 DigiNetS （Industrial Ethernet）与其它控制站、操作站、及工程师站进行通讯。系统支持以下类型的现场 总线标准： Profibus DP， up to 12 MBd Modbus RTU， 1200 to 38.4KBd IndustrialIT CAN I/O Bus Open CAN-Bus， up to 1 MBd Foundation Fieldbus H1， up to 31.25KBd Foundation Fieldbus H2 (fast Ethernet) HART
4.1 控制功能概述............................................................ 5 4.2 现场控制器PS............................................................ 6 5、IndustrialIT 操作管理级 ..................................................... 12 5.1 概述 .................................................................... 12 5.2 操作监控软件DigiVis..................................................... 12 5.3 系统工程组态与调试维护工具软件CBF（Control Builder F） .................. 18 6. 附：操作员站和工程师站的基本功能检索 ..................................... 24 7、 ABB IndustialIT DCS分散控制系统小结 ........................................ 29
以太网电接口EMC设计指导书
以太网电接口采用UTP的EMC设计指导书目录前言 (4)1范围和简介 (5)1.1范围 (5)1.2简介 (5)1.3关键词 (5)2规范性引用文件 (5)3术语和定义 (6)4UTP（非屏蔽网线）的介绍 (6)510/100BASE-T、1000BASE-T以太网电接口的共模噪声 (7)610/100/1000BASE-T以太网电接口电路设计 (7)6.110/100/1000BASE-T以太网电接口原理图设计 (7)6.1.1网口变压器集成在连接器里的网口电路原理图 (8)6.1.2网口变压器集成在连接器里的网口电路原理图 (8)6.1.3网口指示灯电路原理图 (9)6.1.4带滤波的10/100BaseT以太网口电路原理图 (10)6.1.5带滤波的1000BaseT以太网口电路原理图 (11)6.210/100/1000BASE-T以太网电接口PCB布局、布线 (12)6.2.1网口变压器没有集成在连接器里的网口电路PCB布局、布线规则 126.2.2采用一体化连接器的网口电路PCB布局、布线规则 (15)6.2.3其它的布局、布线建议 (16)7实际测试案例： (19)8结论: (22)9附录： (24)10参考文献 (26)前言本规范的其他系列规范：无与对应的国际标准或其他文件的一致性程度：无规范代替或作废的全部或部分其他文件：无与其他规范或文件的关系：无与规范前一版本相比的升级更改的内容：如果是升级规范，则一定要在此处详细描述本版本相对于上一版本更改的内容，如果是第一次制定，则填写“第一版，无升级更改信息”。
本规范由XX部门提出。
本规范主要起草和解释部门：本规范主要起草专家：格式（部门：姓名(工号)、姓名(工号)，部门：姓名(工号)、姓名(工号)......）本规范主要评审专家：格式（部门：姓名(工号)、姓名(工号)，部门：姓名(工号)、姓名(工号)......）本规范批准部门：XX部门本规范所替代的历次修订情况和修订专家为：10/100/1000BASE-T以太网口采用UTP网线的EMC设计指导书1范围和简介1.1范围本规范规定了10/100 BASE-TX、1000 BASE-TX以太网口采用UTP网线的EMC电路设计，用以保证10/100 BASE-TX、1000 BASE-TX以太网口具有良好的EMC性能，使用UTP就能满足系统的EMC要求。
PCB EMC设计指导书
PCB EMC设计指导书PCB EMC设计指导书1.引言1.1 目的1.2 背景1.3 范围2.PCB EMC设计概述2.1 什么是EMC2.2 PCB EMC设计的重要性2.3 设计目标3.PCB布局设计3.1 输入/输出接口的位置3.2 分离功率和信号地平面3.3 高速信号走线原则3.4 阻抗匹配和信号完整性3.5 PCB层次规划3.6 环境和电源噪声隔离4.PCB布线设计4.1 信号走线规则4.2 地线和电源线布线 4.3 信号层划分和分区 4.4 信号走线长度匹配 4.5 差分信号和匹配长度 4.6 杂散电磁辐射控制4.7 EMI接地技术5.PCB元件布置5.1 元件位置分布5.2 元件间距和方向5.3 散热和EMI6.PCB层次规划6.1 层次分析和规划6.2 电源和地层规划6.3 信号层规划6.4 可控阻抗层规划6.5 阻隔层规划7.PCB阻抗控制7.1 基本阻抗概念7.2 阻抗控制要点7.3 阻抗控制方法8.PCB功耗和热管理8.1 PCB功耗分析和管理8.2 散热设计原则8.3 散热技术和方法9.PCB辐射和抗干扰设计9.1 PCB辐射机制和影响因素 9.2 辐射源和传播路径分析9.3 PCB抗干扰设计技巧10.PCB测试和认证10.1 EMC测试介绍10.2 测试方法和标准10.3 公司或组织认证要求11.附件11.1 示例PCB设计文件11.2 相关参考文档和资料法律名词及注释：1.EMC（Electromagnetic Compatibility）电磁兼容性，是指设备在一定的电磁环境下，能够正常工作而不对其它设备和环境造成不可接受的电磁干扰。
2.PCB（Printed Circuit Board）印刷电路板，是一种用于承载电子元件和实现电路连接的板状载体。
3.EMI（Electromagnetic Interference）电磁干扰，是指电磁能量在电路或设备之间的传播，导致电路或设备的异常运行或性能下降。
RJ45以太网接口EMC防雷设计方案
以太网接口EMC设计方案一、接口概述RJ45以太网接口是目前应用最广泛的通讯设备接口，以太网口的电磁兼容性能关系到通讯设备的稳定运行。
二、接口电路原理图的EMC设计百兆以太网接口2KV防雷滤波设计图1 百兆以太网接口2KV防雷滤波设计接口电路设计概述：本方案从EMC原理上，进行了相关的抑制干扰和抗敏感度的设计；从设计层次解决EMC 问题；同时此电路兼容了百兆以太网接口防雷设计。
本防雷电路设计可通过IEC61000-4-5或GB17626.5标准，共模2KV，差摸1KV的非屏蔽平衡信号的接口防雷测试。
电路EMC设计说明：（1）电路滤波设计要点：为了抑制RJ45接口通过电缆带出的共模干扰，建议设计过程中将常规网络变压器改为接口带有共模抑制作用的网络变压器，此种变压器示意图如下。
图2 带有共模抑制作用的网络变压器RJ45接口的NC空余针脚一定要采用BOB-smith电路设计，以达到信号阻抗匹配，抑制对外干扰的作用，经过测试，BOB-smith电路能有10个dB左右的抑制干扰的效果。
网络变压器虽然带有隔离作用，但是由于变压器初次级线圈之间存在着几个pF的分布电容；为了提升变压器的隔离作用，建议在变压器的次级电路上增加对地滤波电容，如电路图上C4-C7，此电容取值5Pf~10pF。
在变压器驱动电源电路上，增加LC型滤波，抑制电源系统带来的干扰，如电路图上L1、C1、C2、C3，L1采用磁珠，典型值为600Ω/100MHz，电容取值0.01µF~0.1µF。
百兆以太网的设计中，如果在不影响通讯质量的情况，适当减低网络驱动电压电平，对于EMC干扰抑制会有一定的帮助；也可以在变压器次级的发送端和接收端差分线上串加10Ω的电阻来抑制干扰。
（2）电路防雷设计要点：为了达到IEC61000-4-5或GB17626.5标准，共模2KV，差摸1KV的防雷测试要求，成本最低的设计方案就是变压器初级中心抽头通过防雷器件接地，电路图上的D1可以选择成本较低的半导体放电管，但是要注意“防护器件标称电压要求大于等于6V；防护器件峰值电流要求大于等于50A；防护器件峰值功率要求大于等于300 W。
EMC测试指导书
EMC测试指导书编写人员:杨继明工号:0807252M修订记录目录（报告完成后请更新）1概述 (5)1.1 试件名称、型号、版本及工作电压和电流 (5)1.2 测试性质 (5)1.3 采用标准、采用依据及测试项目列表 (5)1.4 辅助设备列表 (6)1.5 测试人员、参试人员 (6)1.6 测试部门、地点、时间 (6)2受试设备配置 (6)2.1 实物配置框图 (6)2.2 工作状态 (7)2.3 测试组网 (7)2.4 结构描述 (7)2.5 单板配置 (7)2.6 接口及接口电缆配置 (7)2.7 抗扰度说明 (8)2.7.1 监控信息 (8)2.7.2 抗扰度判据 (8)3总结和评价 (8)3.1 测试充分性评价 (8)3.2 测试差异说明 (8)3.3 测试项目通过清单 (9)3.4 问题及相关对策 (9)3.4.1 问题描述 (9)3.4.2 对策描述 (10)4测试内容 (10)4.1 电磁骚扰测试 (10)4.1.1 测试任务1——辐射骚扰测试（RE） (10)4.1.2 测试任务2—传导骚扰测试（CE） (13)4.1.3 测试任务3——谐波电流骚扰测试(Harmonic) (16)4.1.4 测试任务4 ——电压波动与闪烁测试(Fluctuations and flicker) (17)4.2 电磁抗扰度测试 (18)4.2.1 测试任务1——射频电磁场辐射抗扰度测试(RS) (18)4.2.2 测试任务2——传导骚扰抗扰度测试(CS) (19)4.2.3 测试任务3——电快速瞬变脉冲群抗扰度测试(EFT/B) (21)4.2.4 测试任务4——静电放电抗扰度测试(ESD) (22)4.2.5 测试任务5——电压跌落、短时中断与电压缓变抗扰度测试（DIP/interruption 〕 (24)4.2.6 测试任务6——浪涌抗扰度测试(SURGE) (25)4.2.7 测试任务7——工频磁场抗扰度测试(PMS) (29)附录一：相关测试仪器信息 (32)附录二：测试仪器不确定度： (34)附录三：骚扰测试曲线和数据： (35)附录四：测试布置照片： .............................................................................. 错误！未定义书签。
RJ45网口变压器工作原理及设计指南
2024/10/9
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简介
变压器旳构成： 脉冲（隔离）变压器 共模电感 自耦变压器 电容 电阻 封装/构造（集成变压器中旳连接器管脚和走线）
2024/10/9
4
简介
经典旳以太网口电路
2024/10/9
5
差模传播特征
2024/10/9
6
差模传播特征
主要考虑差模参数。频率范围考虑从1MHz到 100MHz（CAT5E）和250MHz（CAT6）
不可能经过变压器旳data sheet判断变压器旳特征。能 够使用网络分析仪测试，但要注意系统性能是不同旳， 假如不了解系统旳特征，不能完全判断变压器旳特征。 而且测试措施也没有一定旳原则。
本文解释那些影响以太网变压器EMI性能旳主要参数， 在一般配置下，需要一种bench-level测试措施来测试 变压器特征。
网口变压器
简介 差模传播特征（功能性特征） 共模传播特征（EMI克制特征）
2024/10/9
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简介
以太网设备在收发器和网线间使用变压器，其包括中 心抽头变压器，自耦变压器，共模电感。最新旳以太 网设备经过变压器提供48V电源，采用集成连接器，应 用越来越广泛。这些器件旳特征对于EMI旳克制很关键。
2024/10/9
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共模模式旳参数
中心抽头连接电感L1，增长中心抽头连接阻抗， 主要决定于布线旳情况。不会在中心抽头处产生 信号间转换，但明显降低了100MHz以上旳共模 克制性能。
此电感经典值是10nH
2024/10/9
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共模模式旳参数
中心抽头电容容值：假如容值用0.1uF，与10nH 串联电感在5MHz发生谐振。在谐振频率以上， 中心抽头连接旳阻抗主要体现为感性。使用不同 旳中心抽头电容能够取得不同旳谐振频率，但最 佳确保感值L最小。
完美的EMC电路设计攻略教案资料
完美的E M C电路设计攻略第一讲：完美的EMC电路设计攻略之：遵循三大规律、三个要素【导读】产品上市周期短，EMC测试迟迟不通过，令很多工程师“一夜愁白了头发”。
本期大讲台，我们为大家分享EMC三个规律和EMC问题三要素，会使得EMC问题变的有规可循，坚持EMC的规律使得解决EMC问题省时省力，事半功倍。
在进行电子设计方案过程中需要工程师在设计之初就进行严格把关!在产品结构方案设计阶段，主要针对产品需要满足EMC法规标准，对产品采用什么屏蔽设计方案、选择什么屏蔽材料，以及材料的厚度提出设计方案，另外对屏蔽体之间的搭接设计，缝隙设计考虑，同时重点考虑接口连接器与结构件的配合。
一、EMC设计的三大规律规律一、EMC费效比关系规律： EMC问题越早考虑、越早解决，费用越小、效果越好。
在新产品研发阶段就进行EMC设计，比等到产品EMC测试不合格才进行改进，费用可以大大节省，效率可以大大提高;反之，效率就会大大降低，费用就会大大增加。
经验告诉我们，在功能设计的同时进行EMC设计，到样板、样机完成则通过EMC测试，是最省时间和最有经济效益的。
相反，产品研发阶段不考虑EMC，投产以后发现EMC不合格才进行改进，非但技术上带来很大难度、而且返工必然带来费用和时间的大大浪费，甚至由于涉及到结构设计、PCB设计的缺陷，无法实施改进措施，导致产品不能上市。
规律二、高频电流环路面积S越大, EMI辐射越严重。
高频信号电流流经电感最小路径。
当频率较高时，一般走线电抗大于电阻，连线对高频信号就是电感，串联电感引起辐射。
电磁辐射大多是EUT被测设备上的高频电流环路产生的，最恶劣的情况就是开路之天线形式。
对应处理方法就是减少、减短连线，减小高频电流回路面积，尽量消除任何非正常工作需要的天线，如不连续的布线或有天线效应之元器件过长的插脚。
减少辐射骚扰或提高射频辐射抗干扰能力的最重要任务之一，就是想方设法减小高频电流环路面积S。
华为EMC设计指导书
1.2 单板的性能指标与成本要求 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1.3 电源层、地层、信号层的相对位置 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3பைடு நூலகம்
1.3.1 Vcc、GND 平面的阻抗以及电源、地之间的EMC环境问题 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1.3.2 Vcc、GND 作为参考平面，两者的作用与区别 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1.3.3 电源层、地层、信号层的相对位置 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 2 模块划分及特殊器件的布局 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 2.1 模块划分 . . . . . .
RJ45以太网接口EMC设计方案
电磁兼容设计平台（EDP）应用案例——以太网口以太网接口EMC 设计方案一、接口概述RJ45 以太网接口是目前应用最广泛的通讯设备接口，以太网口的电磁兼容性能关系到通讯设备的稳定运行。
赛盛技术应用电磁兼容设计平台（EDP）软件从接口原理图、结构设计，线缆设计三个方面来设计以太网口的EMC 设计方案。
二、接口电路原理图的EMC设计本方案由电磁兼容设计平台（EDP）软件自动生成百兆以太网接口2KV 防雷滤波设计图 1百兆以太网接口2KV 防雷滤波设计接口电路设计概述：本方案从 EMC 原理上，进行了相关的抑制干扰和抗敏感度的设计；从设计层次解决 EMC 问题；同时此电路兼容了百兆以太网接口防雷设计。
本防雷电路设计可通过 IEC61000-4-5 或 GB17626.5 标准，共模 2KV，差摸 1KV 的非屏蔽平衡信号的接口防雷测试。
电路 EMC 设计说明：（1）电路滤波设计要点：为了抑制 RJ45接口通过电缆带出的共模干扰，建议设计过程中将常规网络变压器改为接口带有共模抑制作用的网络变压器，此种变压器示意图如下。
电磁兼容设计平台（EDP）应用案例——以太网口图 2带有共模抑制作用的网络变压器RJ45接口的 NC空余针脚一定要采用 BOB-smith 电路设计，以达到信号阻抗匹配，抑制对外干扰的作用，经过测试， BOB-smith 电路能有 10 个 dB 左右的抑制干扰的效果。
网络变压器虽然带有隔离作用，但是由于变压器初次级线圈之间存在着几个pF 的分布电容；为了提升变压器的隔离作用，建议在变压器的次级电路上增加对地滤波电容，如电路图上 C4-C7，此电容取值5Pf~10pF。
在变压器驱动电源电路上，增加LC 型滤波，抑制电源系统带来的干扰，如电路图上L1、 C1、 C2、C3， L1 采用磁珠，典型值为600Ω/100MHz ，电容取值0.01 μ F~0.1。
μF百兆以太网的设计中，如果在不影响通讯质量的情况，适当减低网络驱动电压电平，对于 EMC 干扰抑制会有一定的帮助；也可以在变压器次级的发送端和接收端差分线上串加10Ω的电阻来抑制干扰。
EMC 测试作业指导书
TV EMC测试作业指导书一．目的为了使本厂（数码媒体厂）之产品LCD TV的EMC测试规范化和程序化，特制定本作业指导书。
二．范围本作业指导书适用于数码媒体厂之QRE 部门。
三．EMC 测试类型EMC测试包括ESD测试，EFT测试，Surge 测试，Harmonic 测试，Flicker 测试，Conducted Immunity 测试，Power Dip测试和EMI 测试，相应的测试标准和测试方法将在下面详细介绍。
四．名词定义：ESD：静电放电EFT：电快速瞬变脉冲群Harmonic ：谐波Flicker ：闪烁发射Surge ：浪涌Power Dip：电压跌落Conducted Immunity : 传导免疫性EUT：受试设备五．测试规划5.1 ESD测试5.11测试目的验证产品设计的成熟度，模拟在干燥地区易遭受静电放电的情况，保证产品在ESD下性能保持完好，功能正常，不被损害。
5.12 测试标准按照EN61000-4-2 进行，测试电压为8KV（空气放电）和4KV（接触放电）.5.13 测试场地BQC EMC实验室5.14 测试设备NoiseKen ESS-2002(静电测试器)5.15 ESD原理一个充电的导体接近另一个导体时，就有可能发生ESD。
首先，两个导体之间会建立一个很强的电场，产生由电场引起的击穿。
两个导体之间的电压超过它们之间空气和绝缘介质的击穿电压时，就会产生电弧。
在0.7ns到10ns的时间里，电弧电流会达到几十安培，有时甚至会超过100安培。
电弧将一直维持直到两个导体接触短路或者电流低到不能维持电弧为止。
可能产生电弧的实例有人体、带电器件和机器。
人的自然动作摩擦会形成400～600V电势，如果他们在打开或包装泡沫衬底纸箱或气泡塑料袋过程中一直接触的都是绝缘体，其身体表面上的净电荷积累可能达到约26,000V。
针对大多数环境的产品和通用标准决定使用如5.12标准所列的测试水平.5.16 测试方法1.EUT 按照正常运行时的典型安装进行布局和配置,并将所有电缆都连接上.对地的连接尤为重要.EUT放置在离地平面80cm的木桌上,设备下面放置一个水平耦合板,但该耦合板与设备之间绝缘隔离.如图5.1.2.信号输入将Notebook 的信号输入到EUT的D-Sub端口,将DVD Player 信号输入到EUT，运行一段程序.3.静电放电发生器设置静电放电发生器的面板如图5.2所示。
以太网的EMC设计
以太网电接口采用UTP的EMC设计指导书目 录前 言 (4)1范围和简介 (5)1.1范围 (5)1.2简介 (5)1.3关键词 (5)2规范性引用文件 (5)3术语和定义 (6)4UTP（非屏蔽网线）的介绍 (6)510/100BASE-T、1000BASE-T以太网电接口的共模噪声 (7)610/100/1000BASE-T以太网电接口电路设计 (7)6.110/100/1000BASE-T以太网电接口原理图设计 (7)6.1.1网口变压器集成在连接器里的网口电路原理图 (8)6.1.2网口变压器集成在连接器里的网口电路原理图 (8)6.1.3网口指示灯电路原理图 (9)6.1.4带滤波的10/100BaseT以太网口电路原理图 (10)6.1.5带滤波的1000BaseT以太网口电路原理图 (11)6.210/100/1000BASE-T以太网电接口PCB布局、布线 (12)6.2.1网口变压器没有集成在连接器里的网口电路PCB布局、布线规则126.2.2采用一体化连接器的网口电路PCB布局、布线规则 (15)6.2.3其它的布局、布线建议78结论: (22)9附录： (24)10参考文献 (26)前言本规范的其他系列规范：无与对应的国际标准或其他文件的一致性程度：无规范代替或作废的全部或部分其他文件：无与其他规范或文件的关系：无与规范前一版本相比的升级更改的内容：如果是升级规范，则一定要在此处详细描述本版本相对于上一版本更改的内容，如果是第一次制定，则填写“第一版，无升级更改信息”。
本规范由XX部门提出。
本规范主要起草和解释部门：本规范主要起草专家：格式（部门：姓名(工号)、姓名(工号)，部门：姓名(工号)、姓名(工号)......）本规范主要评审专家： 格式（部门：姓名(工号)、姓名(工号)，部门：姓名(工号)、姓名(工号)......）本规范批准部门：XX部门本规范所替代的历次修订情况和修订专家为：10/100/1000BASE-T以太网口采用UTP网线的EMC设计指导书1范围和简介1.1范围本规范规定了10/100 BASE-TX、1000 BASE-TX以太网口采用UTP网线的EMC电路设计，用以保证10/100 BASE-TX、1000 BASE-TX以太网口具有良好的EMC性能，使用UTP就能满足系统的EMC要求。
USB2.0接口EMC设计方案
电磁兼容设计平台（EDP）应用案例——以太网口USB2.0 接口 EMC 设计方案一、接口概述USB 通用串行总线（英文：Universal Serial Bus，简称 USB）是连接外部装置的一个串口汇流排标准，在计算机上使用广泛，但也可以用在机顶盒和游戏机上，补充标准On-The-Go （ OTG）使其能够用于在便携装置之间直接交换资料。
USB 接口的电磁兼容性能关系到设备稳定行与数据传输的准确性，赛盛技术应用电磁兼容设计平台（EDP）软件从接口原理图、结构设计，线缆设计三个方面来设计USB2.0 接口的 EMC 设计方案二、接口电路原理图的EMC设计本方案由电磁兼容设计平台（EDP）软件自动生成B2.0 接口防静电设计图1 USB 2.0接口防静电设计接口电路设计概述：本方案从 EMC 原理上，进行了相关的抑制干扰和抗敏感度的设计；从设计层次解决 EMC 问题。
电路 EMC 设计说明：（1）电路滤波设计要点：L1 为共模滤波电感，用于滤除差分信号上的共模干扰；L2 为滤波磁珠，用于滤除为电源上的干扰；C1、C2 为电源滤波电容，滤除电源上的干扰。
L1共模电感阻抗选择范围为60Ω/100MHz ~120 Ω /100MHz ，典型值选取90Ω/100MHz ；L2 磁珠阻抗范围为 100Ω /100MHz ~1000Ω /100MHz ，典型值选取 600Ω /100MHz ；磁珠在选取时通流量应符合电路电流的要求，磁珠推荐使用电源用磁珠；C1、C2 两个电容在取值时要相差 100 倍，典型值为 10uF、0.1uF；小电容用滤除电源上的高频干扰，大电容用于滤除电源线上的纹波干扰；C3 为接口地和数字地之间的跨接电容，典型取值为1000pF，耐压要求达到2KV 以上，C3 容值可根据测试情况进行调整；（ 2）电路防护设计要点D1、 D2 和 D3 组成 USB 接口防护电路，能快速泄放静电干扰，防止在热拔插过程中产生的大量干扰能量对电路进行冲击，导致内部电路工作异常。
以太网EMC接口电路设计及PCB设计
以太网EMC接口电路设计及PCB设计我们现今使用的网络接口均为以太网接口，目前大部分处理器都支持以太网口。
目前以太网按照速率主要包括10M、10/100M、1000M三种接口，10M应用已经很少，基本为10/100M所代替。
目前我司产品的以太网接口类型主要采用双绞线的RJ45接口，且基本应用于工控领域，因工控领域的特殊性，所以我们对以太网的器件选型以及PCB设计相当考究。
从硬件的角度看，以太网接口电路主要由MAC（Media Access Controlleroler）控制和物理层接口（Physical Layer，PHY）两大部分构成。
大部分处理器内部包含了以太网MAC控制，但并不提供物理层接口，故需外接一片物理芯片以提供以太网的接入通道。
面对如此复杂的接口电路，相信各位硬件工程师们都想知道该硬件电路如何在PCB上实现。
下图1以太网的典型应用。
我们的PCB设计基本是按照这个框图来布局布线，下面我们就以这个框图详解以太网有关的布局布线要点。
图1 以太网典型应用1.图2网口变压器没有集成在网口连接器里的参考电路PCB布局、布线图，下面就以图2介绍以太网电路的布局、布线需注意的要点。
图2 变压器没有集成在网口连接器的电路PCB布局、布线参考a)RJ45和变压器之间的距离尽可能的短，晶振远离接口、PCB边缘和其他的高频设备、走线或磁性元件周围，PHY层芯片和变压器之间的距离尽可能短，但有时为了顾全整体布局，这一点可能比较难满足，但他们之间的距离最大约10~12cm，器件布局的原则是通常按照信号流向放置，切不可绕来绕去；b)PHY层芯片的电源滤波按照要芯片要求设计，通常每个电源端都需放置一个退耦电容，他们可以为信号提供一个低阻抗通路，减小电源和地平面间的谐振，为了让电容起到去耦和旁路的作用，故要保证退耦和旁路电容由电容、走线、过孔、焊盘组成的环路面积尽量小，保证引线电感尽量小；c)网口变压器PHY层芯片侧中心抽头对地的滤波电容要尽量靠近变压器管脚，保证引线最短，分布电感最小；d)网口变压器接口侧的共模电阻和高压电容靠近中心抽头放置，走线短而粗（≥15mil）；e)变压器的两边需要割地：即RJ45连接座和变压器的次级线圈用单独的隔离地，隔离区域100mil以上，且在这个隔离区域下没有电源和地层存在。
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《连接到智能电网设备的EMC技术规范》编制说明【模板】
《连接到智能电网设备的EMC技术规范》编制说明一、制定本技术规范的必要性智能电网是当前的最热课题，越来越多的设备将接入智能电网中应用，其关键特征是电网的数据交换，以及电配送出/入电网。
国内外各机构正持续不断地花费大量的人力物力来证明其标准对在发电站和电力用户之间使用的连接到智能电网设备的适用性。
所有连接到智能电网设备的设计需要考虑EMC问题。
EMC首先是要避免设备干扰无线电服务，但同样需要保证设备在其安装的电磁环境中正常的运行。
另外，这些设备不应对附近的包括附近智能电网上连接的设备产生传导或辐射干扰。
由于智能电网环境的特殊性，依据以往产品或通用EMC标准测试后的设备并不能完成保证无线电干扰保护及抗扰度要求的实际需要，必须依据智能电网的实际环境情况选择适合的EMC参考标准并验证具体的EMC性能。
本技术规范的推出将指导连接到智能电网设备的EMC技术要求和测试方法，对于建立健全整套接入智能电网设备的安全和EMC技术规范起到了良好的开端作用和有效技术支持。
二、技术规范编制工作过程综述本技术规范是XX公司2015年认证项目计划《接入智能电网设备的安全和EMC技术规范》的一部分。
该项目计划自2014年12月开始启动，基于国家智能电网用户端产品（系统）质量监督检验中心的良好基础和软硬件能力，由XX公司和上海电器设备检测所的技术人员组成技术规范制定工作组，针对智能电网的电磁环境、连接到智能电网设备的EMC 特性要求进行了深入研究。
2015年3月，技术规范草案编制完成后，召开项目评审会议，并广泛征求相关行业和单位的意见，对技术要求的意见进行了汇总。
根据意见汇总的内容，对技术要求进行了修改，并对有争议的内容进行了验证探讨，2015年5月基本完成了技术规范的申请备案稿。
三、与相关法律法规的关系本技术规范遵守现行法律、法规和强制性国家标准，与它们相符合，无冲突，相关指标符合目前我国智能电网产业的实际情况。
四、起草单位情况简介1. XX公司是一家拥有自有品牌的专业的认证检测技术服务公司，是国内授权的在唯一电子电工领域以智能电网用户端产品（系统）为特色的认证检测机构，致力于建立电子电工领域高端认证品牌，在智能电网用户端产品的认证及检测领域有着资源集聚和专业权威等突出优势。
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�以太网电接口采用UTP设计的EMC设计指导书一、UTP（非屏蔽网线）的介绍非屏蔽网线由两根具有绝缘保护层的铜导线组成，两根绝缘铜导线按照一定密度绞在一起，每一根导线在传输中辐射的电波会与另外一根的抵消，这样可降低信号的干扰程度。
用来衡量UTP的主要指标有：1、衰减：就是沿链路的信号损失度量。
2、近端串扰：测量一条UTP链路对另一条的影响。
3、直流电阻。
4、衰减串扰比（ACR）。
5、电缆特性。
二、10/100/1000BASE-T以太网电接口原理图设计10/100/1000BASE-T以太网口电路按照连接器的种类网口电路可以分为：网口变压器集成在连接器里的网口电路和网口变压器不集成在连接器里的网口电路。
1、网口变压器未集成在连接器里的网口电路原理图网口电路主要包括PHY芯片，网口变压器，网口连接器三部分，图中左侧的八个49.9Ω的电阻是差分线上的终端匹配电阻，其阻值的大小由差分线的特性阻抗决定，当变压器内的线圈匝数发生变化时，其阻值也跟随变化，保证两者的阻抗匹配。
由电容组成的差模、共模滤波器可以增强EMC性能。
在线圈的中心抽头处接的电容可以有效的改善电路的抗EMC性能，合理的选择电容值可以使电路的EMC做到最优。
电路的右侧四个75Ω的电阻是电路的共模阻抗。
2、网口变压器集成在连接器里的网口电路原理图网口电路主要包括PHY芯片，网口连接器两部分，网口变压器部分集成在接口内部，同样左侧的49.9Ω的电阻阻值也是由变压器的匝数及差分线的特性阻抗决定的。
中间的电容组成共模、差模滤波器，滤除共模及差模噪声。
75Ω的共模电阻也集成在网口连接器的内部。
3、网口指示灯电路原理图带指示灯的以太网口电路原理图与不带指示灯灯的大致相同，只是多出指示灯的驱动电路。
注意点：1）、两个匹配电阻是否需要根据PHY层芯片决定，如有的PHY层芯片内部集成匹配电阻就不需要。
匹配电阻是接地还是接电源也是由PHY芯片决定，一般接电源。
2）、芯片侧中间抽头需要通过磁珠串接电源，并且注意每一路接一个磁珠，并通过电容0.01-0.1uf接数字地。
3）、点灯部分电路，link和ACT灯走线要加磁珠处理，同时供电电源也要加磁珠处理。
但所有显示驱动灯的电源可以共用一个磁珠。
4）、变压器与连接器部分的匹配电阻75欧姆和50欧姆精度可以放低到5％。
但有功率要求，建议选用1/10W的电阻，具体见后面器件选型。
但注意由于工艺要求阻排不能够放在单板反面，因此不要换成阻排。
三、带滤波的10/100BaseT以太网口电路原理图保证以太网的EMC性能，降低共模EMI，增强抗扰度，有必要在网口添加滤波电路。
上图中采用共模呃流圈ST7078进行共模滤波。
ST7078内部集成四个线圈，对共模呈现高阻，而对差模信号阻抗很小，采用ST7078不仅保证了EMC性能，而且对差模信号影响较小，因此基本不会影响信号质量。
四、带滤波的1000BaseT以太网口电路原理图图中采用MURATA的共模呃流圈作为共模滤波器件，该器件对差模阻抗很小，对信号质量影响也很小。
五、10/100/1000BASE-T以太网电接口PCB布局、布线1、网口变压器没有集成在连接器里的网口电路PCB布局、布线规则需要注意下面几点：1）、变压器与RJ45之间，PHY层芯片与变压器之间的距离应控制在1inch 内。
当布局条件限制时，应优先保证变压器与RJ45之间的距离在1inch内。
2）、器件布局按照信号流向放置，切勿绕来绕去。
3）、变压器下方的地平面要分割，分割线宽度不小于100MIL，网口变压器放置在GND和PGND的分隔线上。
4）、每对差分走线都要控制走线长度一致，同时注意控制阻抗为50欧姆。
5）、注意PHY层芯片的的数字地和模拟地统一，数字电源和模拟电源使用磁珠进行隔离。
同时要与变压器配合。
注意PHY芯片的电源滤波，按照芯片要求设计。
6）、网口指示灯的电源线3.3V或者2.5V来自于电源平面，要对它们使用磁珠和电容进行退耦；指示灯驱动线要靠近PHY串连电阻，并在进入I/O区域之前进行电容滤波。
这样防止噪声通过指示灯电源线耦合到差分线对区域。
7）、指示灯电源线和驱动信号线要靠近走线，尽量减小环路面积。
8）、指示灯线和差分线对要进行必要的隔离，两者要保证距离足够远，如果必要使用GND平面进行隔离。
9）、注意网口变压器芯片侧中心抽头对地的滤波电容要尽量靠近变压器管脚，保证引线最短，分布电感最小。
10）、用于连接GND和PGND的0欧姆电阻或者电容要放置在地分割线上。
11）、PHY芯片的模拟电源不要占用大面积平面，从局部铜皮通过走线、磁珠、走线拉到变压器芯片侧中心抽头上。
12）、PHY芯片与变压器之间已经没有VDD，将PHY芯片与变压器之间的平面层区域定义为GND，这样可以切断来自VDD平面的噪声途径。
图8网口变压器和连接器之间区域电源平面的处理13）、沿单板PCB的边缘（不用包住PGND，见图8）每隔250mil打一个接地过孔，这些过孔排可以切断单板噪声向外辐射的途径，减小对PGND静地的影响。
14）、单板的PGND、GND通过镙孔和结构相连接，保证系统地电位的统一。
15）、保证电源平面和地平面之间的良好退耦（低阻），电源平面最好和地平面相邻。
16）、和电源平面相邻的信号线不要超出电源平面的投影区域。
17）、要保证和电源平面相邻的信号线的回流路径的完整性，否则就要改变平面的形状，使得信号线处在平面层内，回流路径的不完整会带来严重的EMC 问题。
18）、推荐把所有的高速信号线、I/O线、差分线对优先靠近地平面走线，如果无法实现才以电源平面作为参考平面。
19）、差分线要远离其它信号线，放置其它信号线把噪声耦合到差分线上。
20）、为了减小差分信号的噪声，数字信号线或电源要远离模拟信号线或电源。
21）、电源的去耦和旁路是十分重要的，它们可以为信号提供一个低阻抗通路，减小电源和地平面间的谐振。
电容可以起到去耦和旁路的作用，但要保证退耦和旁路电容由电容、走线、过孔、焊盘组成的环路的面积尽量小，保证引线电感尽量小，见下图所示：图9退耦电容的环路面积从上图可见，最右边的情况有最小的环路面积。
图10变压器中心抽头共模电容的布局、步线示意图从上图可见，左边的布局中，电容要通过长线连接到平面上，存在很大的引线电感；而右边的布局中，退耦电容连线很短，保证了低引线电感的要求。
2、采用一体化连接器的网口电路PCB布局、布线规则下面只针对不同点进行描述。
1)网口变压器是隔离器件，用于切断共模，因为已经被集成在连接器里，所以地平面不再进行分割处理。
2)一体化连接器的外壳应该连接到连续的地平面上。
不要在连接器下面创建机架地。
3)单板周围每隔250mil打接地过孔，将单板噪声屏蔽在板内。
3、其它的布局、布线建议1)电源、地平面的布局我们一直建议电源和地平面相邻，一些对价格敏感的单板可能并不能做到。
下面的建议可以一定程度上减小电源的阻抗。
电源层power2并没有与地平面相邻，对地阻抗可能较大，如果退耦不合理就会带来EMC问题。
而且，如果POWER2层被同时分成多个电压区域，跨这些区域的信号线就会因为回流路径不连续产生较大的环路面积，从而导致出现EMC问题。
如果我们在inner4层和bottom层进行地填充，就可以一定程度的降低电源的阻抗，为信号线创造低阻抗通路。
2)差分线对布局、布线要求差分线对以差分形式存在，具有很强的共模抑制能力，但是如果布局布线不当，差模就可以转化为共模，带来共模噪声。
因此对差分线的处理要注意：1差分线对间的距离要保持一致，大约等于线宽。
2差分线的特征阻抗要控制在100欧姆±10％。
3建议在内层走线，并尽量和地平面相邻。
4保持差分线对的对称，任何不对称都会造成差模向共模的转变。
3)差分信号终端电阻、滤波电容的布局、布线49.9欧姆的终端电阻（有的PHY可能没有）必须靠近PHY芯片的TX和RX管脚放置，两个终端电阻的中间必须和地以尽可能短的连线相连。
如下图所示：图13终端电阻、滤波电容布局、布线示意图如上图所示：右侧的两个4.7PF电容对于高频噪声具有良好的抑制能力，但是只有保证了电容引线的低电感，才能起到应由的作用。
两个滤波电容必须良好对称，保证平衡，否则差模可能转成共模，带来共模噪声。
使用中还要注意，电容的取值不能太大，太大的电容会影响信号的质量甚至功能。
另外，这两个4～7PF的电容可以通过平面来产生，大家知道，平面电容的分布电感是十分低的，在与地平面相邻的信号层无走线区域打一块补丁，就可以产生一个高性能电容。
见下图：图14利用PCB构造滤波电容4）选择高共模抑制能力的变压器变压器的共模抑制能力可以降低差模向共模的转变，但是在变压器的datasheet里一般并不会列出EMC测试范围内的共模抑制性能。
这样给变压器的选择带来困难。
1、一般选择在线路侧有共模呃流圈的变压器。
2、使用支持自协商的变压器可能会降低共模抑制能力，这种变压器的收、发对称，而且收、发线圈的中心抽头连接在一起。
5）变压器线路侧的共模电阻和高压电容变压器线路侧的75欧姆电阻和高压电容为UTP电缆提供了共模通路，在布局、布线时注意：1、把这些共模电阻靠近变压器中心抽头放置。
2、电阻和电容的连接要使用短而粗的走线（10～15mil）。
按照变压器结构的不同，主要可以分为下面两种情况：图15共模电阻和高压电容连接图1图16共模电阻和高压电容连接图2对于图15的情况，推荐电阻的值取75欧姆，但这样做的前提是保证机架地是静地。
对于图15的情况，推荐电阻的值取0欧姆。
6）改变差分线号的传输波形某些PHY芯片可以通过设置特定管脚内部的寄存器改变信号的上升、下降沿。
一定程度的减缓信号的上升沿（或下降沿）可以一定长度的减少EMI。