网口PHY芯片直连心得（不使用变压器）

登录 · 发表于 2013-5-3 08:24

本帖最后由 jlass 于 2013-5-29 11:37 编辑

我想很多人都考虑过，当同一块板卡上的两块网口PHY芯片对连的时候，能不能省略两个网络变压器而直接对连呢，答案当然是肯定的。
不过我实际操作过后，发现里面还是有很多陷阱，现在给大家一一道来。
首先我们必须知道一件事情，网口PHY芯片对于TX与RX的驱动方式有电压驱动和电流驱动之分。最简单的一个识别方式就是看其推荐原理图，如果网络变压器的中心抽头需要提供一个VCC（3.3V、2.5V等等，下同）电源的就是电压驱动，如果是直接加一个对地电容就可以的就是电流驱动。
现在我们来精简电路。（由于两块PHY芯片靠的很近，故在此不考虑阻抗匹配的问题，如果情况不同，请自行考虑，下同）
最原始的情形就是使用两个网络变压器，然后TX与TX交叉连接，也就是正常的连接方式。

先精简成如上图所示的情况，使用一个1CT：1CT的普通变压器，这种方式其实没有经过实质性的改变，所以一定是可行的（没有验证过

），但既然是要精简了就得精简到底，所以这种方式估计没什么人会愿意使用。

再精简成最实用的情况，如上图所示，使用电容隔离，加入偏置电流。
其中连接千兆PHY时，电容取值0.01uF，百兆PHY时，电容取值0.1uF，网上有一个图使用的是10uF的电容，我觉得太大了。
其中电阻我实测时使用的是49.9ohm，取值的原则应该是考虑其驱动能力以及阻抗匹配的要求。（我认为此处应该使用电感更为合理，但是我没有合适的，所以没有测过，我实测了一个60ohm 500mA的磁珠，不通，示波器观察波形发现信号幅度过小，网上有一个图使用的是30ohm的电阻，我觉得还是49.9ohm更为合理，有兴趣的朋友可以试试不同的方案

）
有人可能会问，能再精简一下么？
我的答案是看情况。
1、如果你使用的PHY芯片的中心抽头电压VCC一致的话（对于电压驱动型PHY），可以省略电容，TX与RX直连即可，电阻也可以节省一半。
特别注意：万一VCC电压不一致的话，连接失败事小，烧芯片事大，所以注意确认。
2、如果你使用的是电流驱动型PHY的话，连接到中心抽头的电阻也可省略，因为本来就不需要嘛，呵呵。

最后总结一下：如果你使用的是电流驱动型PHY，TX与RX交叉连接即可，如果你使用的是电压驱动型PHY，必须给TX与RX提供一个偏置电压，如果两块PHY芯片的偏置电压不一致，中间需用电容隔开。

后话：以前有一位网友在这个版块问了一个相同的问题，我当时的回答多有不完整之处，故有此一文。

发表于 2013-5-3 08:34

如果两个phy是一样的，TX,RX直接连接，用50欧（49.9,51都可以）接到VCC就可以了，电容都不要了，每条线只需要1个电阻。

发表于 2013-5-3 08:34

沙发。

发表于 2013-5-3 08:38

第一次听说网络变压器的驱动方式分电流型电压型，长见识了

发表于 2013-5-3 08:42

俺也是。

发表于 2013-5-4 11:49

学习了，谢谢分享

发表于 2013-5-4 15:34

千兆网络都成了板上通信了，LZ做的啥高级货啊。

登录 · 发表于 2013-5-4 17:40

请教楼主，如图用变压器的时候图中两个50欧电阻没有连接到1.8V，1.8V只加在变压器中心抽头上，简化的时候需不需要将两个50欧电阻连接到1.8V？多谢！

发表于 2013-5-4 19:55

是不是用变压器的时候，驱动电压是通过变压器中心抽头提供，现在省掉了变压器，就要将电阻接到VCC，通过电阻提供驱动电压？

发表于 2013-5-6 08:29

xulu 发表于 2013-5-4 19:55
是不是用变压器的时候，驱动电压是通过变压器中心抽头提供，现在省掉了变压器，就要将电阻接到VCC，通过电 ...

是的

登录 · 发表于 2013-5-29 10:22

中心抽头的驱动电压不一样，上拉电阻阻值不一样，不是都是51欧姆。我试了一下RTL8305SC与W5200相连，RTL8305的驱动电压时1.8V，我用51欧姆上拉时，不通，后来改为25欧姆，就通了，不过仅仅做了实验，实际应用中效果怎样还得观察观察

发表于 2013-5-29 10:54

本帖最后由 jlass 于 2013-5-29 10:59 编辑

baiyunfei.k.f 发表于 2013-5-29 10:22
中心抽头的驱动电压不一样，上拉电阻阻值不一样，不是都是51欧姆。我试了一下RTL8305SC与W5200相连，RTL830 ...

是的，中心抽头的电压越低，电阻必须越小，用示波器可以看到电阻大了之后，信号的幅度明显下降了。
所以我在上面才说理论上应该使用电感更合理，可是我没条件测试。建议你试试。
顺便说一句，你提供的文档真不错。

发表于 2013-5-29 11:34

mark

发表于 2013-5-29 11:41

jlass 发表于 2013-5-29 10:54
是的，中心抽头的电压越低，电阻必须越小，用示波器可以看到电阻大了之后，信号的幅度明显下降了。
所以我 ...

:victory:

发表于 2013-6-14 13:18

理论上，不用其实也可以。但在实际过程中，有的时候会存在问题。网络变压器有3个作用：欧姆阻抗匹配，滤波，防高压静电（防雷）。

发表于 2013-8-7 10:40

baiyunfei.k.f 发表于 2013-5-29 10:22
中心抽头的驱动电压不一样，上拉电阻阻值不一样，不是都是51欧姆。我试了一下RTL8305SC与W5200相连，RTL830 ...

现在用RTL8305N与LM3S6911进行PHY TO PHY通讯，用10nF,49.9R,偶尔可以通讯，一直找不到原因，求指导

发表于 2013-8-7 10:44

你把上拉电阻减小试试

发表于 2013-8-7 11:24

baiyunfei.k.f 发表于 2013-8-7 10:44
你把上拉电阻减小试试

RTL8305N的电压是1V8，电阻改为了27R,LM3S6911端没有变，还是能不建立连接

发表于 2013-8-7 12:54

本帖最后由 jlass 于 2013-8-7 13:00 编辑

butty 发表于 2013-8-7 10:40
现在用RTL8305N与LM3S6911进行PHY TO PHY通讯，用10nF,49.9R,偶尔可以通讯，一直找不到原因，求指导 ...

100M的话10nF小了，改成0.1uF试试

另外：如果你是第一次使用的话，最好排除一下其他方面的原因（比如连线太长等），可能问题和PHY TO PHY通讯没关系也不一定。这种连接方式很成熟，没有什么难点。

发表于 2013-8-7 13:46

jlass 发表于 2013-8-7 12:54
100M的话10nF小了，改成0.1uF试试

另外：如果你是第一次使用的话，最好排除一下其他方面的原因（比如连线 ...

我的RTL8305N是1.8V,LM3S6911是3V3，是不是需要把LM3S6911端的电阻调大一些

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