网口的PCB设计

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RJ45网口  

电路设计

PCB设计

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RJ45网口  

RJ45（Registered Jack 45）是一种标准化的网络接口，广泛应用于以太网有线连接。其物理结构采用8P8C（8位置8触点）模块化连接器，通过水晶头与双绞线（如Cat5e、Cat6）压接，支持T568A/T568B两种国际通用线序标准。该接口可承载10/100/1000Mbps乃至万兆以太网传输（具体速率取决于网线类别与设备性能），最大有效传输距离达100米。RJ45具备可靠的机械锁定机制防止脱落，内部触点采用镀金工艺增强导电性与耐腐蚀性。设计上集成差分信号对（1-2、3-6引脚）以减少电磁干扰，部分型号配备金属屏蔽层（如Cat6A）以提升高频信号完整性。广泛用于路由器、交换机、计算机等设备，支持PoE（以太网供电）的版本还能通过网线同步传输数据与最高90W电力（IEEE 802.3bt标准）。其标准化设计确保跨厂商设备兼容，是构建局域网和互联网接入的核心物理接口。

电路设计

RJ45网口原理图主要包括 连接器接口、变压器（含共模抑制）、PHY芯片接口 及 防护电路 四部分：

1. 连接器：RJ45的8引脚（1-8）对应4对差分线（TX±、RX±），中心抽头通过电容接地（如0.1μF）。
2. 变压器（隔离磁珠）：
   • 实现信号隔离（防雷击/浪涌）和阻抗匹配（1:1或1:1.414）。
   • 中心抽头（CT）接电源（如3.3V）或通过电容（100nF）滤波至地。
3. PHY芯片接口：
   • 差分线（TX/RX）直连PHY芯片，并通过RC网络（如49.9Ω+1000pF）滤波。
   • 支持自动协商（Auto-MDIX）功能的引脚需上拉/下拉配置。
4. 防护电路：
   • TVS二极管（如SRV05-4）跨接差分线，抑制ESD/浪涌。
   • 共模扼流圈（CMC）串接差分线，滤除高频共模噪声。

PCB设计

网口出来接到变压器，再这里网口的外壳地和信号地要隔离至少要间隔2mm,同时使用0om的电阻或者磁珠进行跨接。

变压器出来之后先经过防护器件，然后进入PHY芯片，最后到mac（一般集成在主控芯片中）。所谓的PHY芯片（物理层芯片）是网络通信的核心组件，负责实现OSI模型物理层的功能，将数字信号与模拟信号相互转换，确保数据在电缆或光纤中可靠传输。它通过调制解调、编码解码（如曼彻斯特编码、PAM4）和时钟同步等技术，将MAC控制器发出的数字信号转换为适合传输的差分模拟信号（如以太网的TX/RX），同时处理信号均衡、噪声抑制和链路检测（如自动协商速率）。PHY芯片支持多种速率（10/100/1000Mbps及以上），并通过MII、RGMII等接口与MAC层交互。设计中需关注信号完整性、功耗优化及电磁兼容性，并配合变压器、滤波电路保障抗干扰能力，广泛应用于路由器、交换机及嵌入式设备的网络模块。这里可以看我之前的博客了解这些以太网相关的专业术语。

PCB设计需要知道的---网络专业术语-CSDN博客

需要注意的是TX和RX的线是不能混在一起走的，会产生信号的串扰。