4 Base-T1 接口的電磁兼容性

有多項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)可幫助確保連續(xù)噪聲不會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)故障；國(guó)際電工委員會(huì) (IEC) 61000-4 的輻射和傳導(dǎo)噪聲類型測(cè)試就是一個(gè)例子。該標(biāo)準(zhǔn)的公認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)水平表明了系統(tǒng)在受到噪聲影響時(shí)的性能。特別是 IEC 61000-4-4 電氣快速瞬變 (EFT) 測(cè)試，該測(cè)試是一項(xiàng)模擬電機(jī)開(kāi)關(guān)相位的符合性測(cè)試。

為了通過(guò) EFT 測(cè)試，應(yīng)優(yōu)化通信接口的端接以提供出色性能?？赏ㄟ^(guò)兩種方法來(lái)端接單線對(duì)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(gè)耦合選項(xiàng)的簡(jiǎn)化版本。

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(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建機(jī)器人，請(qǐng)使用 1.5kV。

在典型的 100Base-T1 實(shí)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。

本總結(jié)未考慮數(shù)據(jù)線路供電 (PoDLSPoE) 電路的耦合；不過(guò)，將 PoDL 包括在內(nèi)并不會(huì)對(duì)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(huì)改變分析結(jié)果。表 4-1 表明，使用電流耦合并不會(huì)增大所用元件的尺寸，事實(shí)上，在整個(gè)電路中，使用電流耦合會(huì)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(xì)信息，請(qǐng)參閱單線對(duì)以太網(wǎng)。

為了比較電流耦合和電容耦合，構(gòu)建了兩個(gè)測(cè)試系統(tǒng)，以展示每個(gè)實(shí)現(xiàn)方案在 EMC 測(cè)試期間的性能。

在這些測(cè)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(dǎo)致的，使得此電路對(duì)噪聲更加敏感。還觀察到，當(dāng)采用電容耦合時(shí)，以太網(wǎng)鏈路斷開(kāi)，而采用電流耦合時(shí)，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(duì)電容和電流耦合進(jìn)行了測(cè)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(yīng)，這意味著在頻率范圍內(nèi)，電流耦合對(duì)信號(hào)的衰減較小，從而提高了信號(hào)質(zhì)量和抗噪穩(wěn)定性
• 電容差和寄生效應(yīng)更可控，從而提高了針對(duì)工業(yè)環(huán)境進(jìn)行 IEC61000-4-x 測(cè)試時(shí)的性能。

一般來(lái)說(shuō)，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(lái)緩解 EMC 系統(tǒng)測(cè)試和 IEC61000-4-x 期間觀察到的電容耦合的不良性能。

初步測(cè)試結(jié)果表明，在 EMC 和 EMI 測(cè)試期間，電流耦合能夠?qū)崿F(xiàn)零誤碼，從而達(dá)到性能標(biāo)準(zhǔn) A。有關(guān)這些結(jié)果的更多詳細(xì)信息，請(qǐng)與您當(dāng)?shù)氐?TI 代表聯(lián)系。