ZHCADP7A September 2022 – January 2024 DP83TC812R-Q1 , DP83TG720S-Q1
4 Base-T1 接口的電磁兼容性
有多項標準可幫助確保連續(xù)噪聲不會導致系統(tǒng)故障；國際電工委員會 (IEC) 61000-4 的輻射和傳導噪聲類型測試就是一個例子。該標準的公認標準水平表明了系統(tǒng)在受到噪聲影響時的性能。特別是 IEC 61000-4-4 電氣快速瞬變 (EFT) 測試，該測試是一項模擬電機開關(guān)相位的符合性測試。
為了通過 EFT 測試，應優(yōu)化通信接口的端接以提供出色性能?？赏ㄟ^兩種方法來端接單線對以太網(wǎng)接口：電容耦合或電流耦合。圖 4-1 和圖 4-2 顯示了兩個耦合選項的簡化版本。
圖 4-1 電流去耦
圖 4-2 電容去耦
鑒于工業(yè)系統(tǒng)中通信線路的隔離要求，電容器的額定值必須與隔離需求一樣高。例如，如果按照 IEC 62368-1 標準構(gòu)建機器人，請使用 1.5kV。
在典型的 100Base-T1 實現(xiàn)中，僅基于元件尺寸比較基于電流和電容的耦合大小，如表 4-1 所示。
| 參數(shù) | 電 | 電容 100V | 電容 2kV |
|---|---|---|---|
| 去耦合 | 28mm2 | 36mm2 | 144mm2 |
| 共模扼流圈 | 8mm2 | 20mm2 | 20mm2 |
| 共模端接 | 90mm2 | 180mm2 | 180mm2 |
| 總計 | 126mm2 | 236mm2 | 344mm2 |
| 成本比較標準化價格 | 1.0 | 0.7 | 0.68 |
| 所用元件的最大高度 | 2.9mm | 2.8mm | 2.8mm |
本總結(jié)未考慮數(shù)據(jù)線路供電 (PoDLSPoE) 電路的耦合；不過，將 PoDL 包括在內(nèi)并不會對耦合通信部分的分析產(chǎn)生太大影響。PoDL 耦合的附加電路可能會改變分析結(jié)果。表 4-1 表明，使用電流耦合并不會增大所用元件的尺寸，事實上，在整個電路中，使用電流耦合會減小元件的尺寸。該分析基于 Würth Electronics 提供的元件。有關(guān) Würth 的 SPE 元件的更多詳細信息，請參閱單線對以太網(wǎng)。
為了比較電流耦合和電容耦合，構(gòu)建了兩個測試系統(tǒng)，以展示每個實現(xiàn)方案在 EMC 測試期間的性能。
在這些測試中，電流耦合的性能明顯優(yōu)于電容耦合。這是由于電容器失配導致的，使得此電路對噪聲更加敏感。還觀察到，當采用電容耦合時，以太網(wǎng)鏈路斷開，而采用電流耦合時，鏈路保持穩(wěn)定，丟失的數(shù)據(jù)包極少。
總之，德州儀器 (TI) 對電容和電流耦合進行了測試，結(jié)果表明：
- 電流去耦不易受噪聲的影響。
- 與電容去耦相比，電流耦合具有更好的模式轉(zhuǎn)換損耗和回波損耗性能響應，這意味著在頻率范圍內(nèi)，電流耦合對信號的衰減較小，從而提高了信號質(zhì)量和抗噪穩(wěn)定性
- 電容差和寄生效應更可控，從而提高了針對工業(yè)環(huán)境進行 IEC61000-4-x 測試時的性能。
一般來說，如果在工業(yè)環(huán)境中使用 SPE，很可能需要使用電流耦合來緩解 EMC 系統(tǒng)測試和 IEC61000-4-x 期間觀察到的電容耦合的不良性能。
初步測試結(jié)果表明，在 EMC 和 EMI 測試期間，電流耦合能夠?qū)崿F(xiàn)零誤碼，從而達到性能標準 A。有關(guān)這些結(jié)果的更多詳細信息，請與您當?shù)氐?TI 代表聯(lián)系。