内部自带终端电阻的PHY无变压器连接问题(KSZ8795)

redroof · 发表于 2017-8-16 11:39:30

最近做了个板子，主CPU自带全网卡，然后又想加个交换机。因为CPU的出口是PHY，而交换机也有多的PHY口，因此决定使用PHY无变压器连接。
图纸见下，CPU是TM4C1294，自带全网卡，以前用过很多，正常的有变压器的接法就是图上的。我列出来了。
交换机是KSZ8795，他的特别之处是内部自带终端电阻，正常有变压器的连接只需要给变压器的中心抽头接电容到地，别的啥也不需要，收发的正负一共4根线直连到变压器即可。
现在我要用无变压器的连接来连这俩东西。我的电路如图。
按照各个厂家推荐的无变压器连接，除了不接变压器之外，其它该带的电路都正常带着即可。我需要的就是给CPU的PHY口正常的接上49.9欧排阻，然后用104电容接到另一边。
但是交换机这一边就奇怪了。因为交换机的PHY自带终端电阻，如果不接变压器，原本应该接变压器的引脚接到另一边的104电容。照理说我应该啥也不接（RP3空着），但实际电路板上发现不行，完全不能通讯。
我试着给RP3装上49.9欧排阻，还是不行。又把RP3减小，减到33欧大部分板子都可以了，偶尔几个不行。
又减到20欧，几乎所有的板子都可以工作了。但还有一个板子非常偶尔的上电不能工作。对这个不行的板子我试着加大RP3的值，加到25欧以上就完全不能工作了。。。。
看起来完全没道理啊。。。。
为什么这里接20欧排阻就可以工作？？？
这根本不符合厂家推荐的无变压器连接方式啊！

redroof · 发表于 2017-8-16 11:45:35

补充：这是TI的DP83848的Transformerless推荐接法。TM4C内置网卡跟83848基本一致
手册里面写明了中间的隔直电容用33nF或者100nF都行

redroof · 发表于 2017-8-16 18:50:30

真是没道理啊！以太网的终端电阻从来都是49.9欧，可为什么我这个电路实测49.9欧从来也不能用（我图上的RP3），改成33欧倒是大部分板子可以，再改成20欧有更多的板子可以。

有个神奇的板子竟然要16.5欧才可以（也就是33欧并两个）！当然之前可以的板子改成16.5欧就不行了。唉，到底正确的值是多少？？

dongxia · 发表于 2017-8-18 09:37:08

RP3也上拉到3.3V，以前这样用过几次，没出问题

redroof · 发表于 2017-8-18 11:51:41

dongxia 发表于 2017-8-18 09:37
RP3也上拉到3.3V，以前这样用过几次，没出问题

您用过的是KSZ8795吗？micrel有一大堆不同类型的交换机，各种的标称接法都不一样。
8795拥有最新一代的PHY，自带终端和偏置，接网卡变压器的时候仅仅需要给中心抽头接个电容到地就行了，根本不需要那个49.9欧啊。

dr2001 · 发表于 2017-8-18 12:45:52

如果强制100M全双工，测试出来是能收还是能发？

尝试+/-之间并个磁珠或者小信号电感？
变压器和直接电容耦合之前就差个直流通路了，是不是没有直流通路导致偏置不对，进而让交换机接受不能？

猜测，供参考。

redroof · 发表于 2017-8-18 12:50:24

dr2001 发表于 2017-8-18 12:45
如果强制100M全双工，测试出来是能收还是能发？

尝试+/-之间并个磁珠或者小信号电感？

按我上面的参数，绝大多数可以正常使用。剩下的少数有协商不过的，也有能收不能发的。完全不定。
关键是那个电阻的实测值没道理啊！为什么要20欧？谁都知道标准值是49.9欧啊

dr2001 · 发表于 2017-8-18 13:06:21

redroof 发表于 2017-8-18 12:50
按我上面的参数，绝大多数可以正常使用。剩下的少数有协商不过的，也有能收不能发的。完全不定。
关键是 ...

我的意思是，强制100M全双工，在不焊接RP3的标准条件下，测试收发。此时不涉及自动协商。
我猜测是MCU to 交换机可以，交换机 to MCU不行。

电容直接耦合和变压器耦合最大的区别是直流通路，影响共模/偏置电压。
对电压PHY的输入级的要求不好说，可能需要提供直流通路。

就算不能用，也可以用示波器测量那个协议要求的脉冲信号看看。

redroof · 发表于 2017-8-18 14:48:34

dr2001 发表于 2017-8-18 13:06
我的意思是，强制100M全双工，在不焊接RP3的标准条件下，测试收发。此时不涉及自动协商。
我猜测是MCU to ...

我按楼上的说法试了，RP3改成标准值49.9，然后上拉到VCC33，也就是跟左边TI的PHY完全一样的处理方法。结果更怪：
有个之前经常不能连接的板子，改成这样就可以用了。但其它的之前可以用的板子，这么改了都不能用！
也就是我现在的试到的有3种正确的方法可以对某些板子保证能用，但是不通用

有个板子需要用49.9欧上拉到V33就能正常，别的改法都不能用。
另外有个板子需要把RP3改成16.5欧，也是其它改法都不能用。
别的板子让RP3=20欧就很好。上面两种改法对这些板子也都是不能用的

fengyunyu · 发表于 2017-8-19 07:35:24

micrel没有推荐电路？

redroof · 发表于 2017-8-19 08:09:01

fengyunyu 发表于 2017-8-19 07:35
micrel没有推荐电路？

就是没啊，
我己经通过代理去问原厂了，还没见回答

flyfox8 · 发表于 2017-8-19 09:17:12

自带偏压的，如果用电容耦合形式，上拉要经过一个0.1uF的电容，不能直接到3.3V。

redroof · 发表于 2017-8-19 09:27:55

flyfox8 发表于 2017-8-19 09:17
自带偏压的，如果用电容耦合形式，上拉要经过一个0.1uF的电容，不能直接到3.3V。 ...

我知道啊。
我之前画的电路，RP3的上端就是接0.1uF电容到地的（接电容到VCC与接电容到地是一样的）。
但这样就是对极少数板子不能用啊，偏偏有一个不能用的板子我直接上拉到V33可以用！
而其它的正常电路可以用的板子，上拉到V33却不能用，这就是我奇怪的地方。。。

flyfox8 · 发表于 2017-8-19 09:33:01

redroof 发表于 2017-8-19 09:27
我知道啊。
我之前画的电路，RP3的上端就是接0.1uF电容到地的（接电容到VCC与接电容到地是一样的）。
但 ...

记得还要区分phy是电压型的还是电流型的。

flyfox8 · 发表于 2017-8-19 09:36:06

micrel官方有个专门的文档说这个问题。

redroof · 发表于 2017-8-19 09:38:13

flyfox8 发表于 2017-8-19 09:36
micrel官方有个专门的文档说这个问题。

我列出了那个文档啊。AN120
但关键是没有我这个KSZ8795的型号。我按别的型号做的，结果就是有少数板子不对

redroof · 发表于 2017-8-19 09:40:46

这是Micrel唯一找得到的写电容耦合的文档 AN120

rniu · 发表于 2017-8-19 13:20:26

貌似这个电阻是阻抗端接用的，就看你PCB的特性阻抗了。如果没有做50欧阻抗的话，也行PCB偏差很大，而需要不同的端接电阻才能匹配，不然信号反射严重

redroof · 发表于 2017-8-19 13:35:51

rniu 发表于 2017-8-19 13:20
貌似这个电阻是阻抗端接用的，就看你PCB的特性阻抗了。如果没有做50欧阻抗的话，也行PCB偏差很大，而需要不 ...

PCB上那么近的距离，就一两厘米，而且频率才100兆而已，不管怎么做都没关系的。
每个板子都有3个对外的RJ45网口，都是从交换机直接输出的，所有这些网口从来没用过任何问题。我都是一样的连线啊，都没精确做过阻抗。
应该不是这个原因。

fy_bk · 发表于 2017-12-19 15:58:00

楼主这个问题有进展吗，想进一步了解下。

redroof · 发表于 2017-12-20 09:59:59

fy_bk 发表于 2017-12-19 15:58
楼主这个问题有进展吗，想进一步了解下。

无进展。不管怎么改匹配，都会有少量板子不对。
现在量产的方法是加个变压器，这样终于100%没问题了。。。。。

starli · 发表于 2017-12-20 10:11:47

我记得网上有人文章介绍过，

首先要确认你的phy是电流型的，还是电压型的。两种不过滤波器的电路是不一样的。

starli · 发表于 2017-12-20 10:13:10

https://wenku.baidu.com/view/06c ... 323968001cf440.html

redroof · 发表于 2017-12-20 13:52:07

starli 发表于 2017-12-20 10:13
https://wenku.baidu.com/view/06cf4f67b207e87101f69e3143323968001cf440.html

我早就试过各种匹配电路了，也问过厂家的技术支持，结果是无计可施。
老老实实装个变压器就好了

tgyd · 发表于 2017-12-22 12:31:16

是这样的，在其它芯片Phy对PHY 电容耦合对接的阻抗是需要比较小的。不芯片之间更加复杂。加变压器是稳妥的方式。

redroof · 发表于 2017-12-22 15:45:40

tgyd 发表于 2017-12-22 12:31
是这样的，在其它芯片Phy对PHY 电容耦合对接的阻抗是需要比较小的。不芯片之间更加复杂。加变压器是稳妥的 ...

是的。每个厂家都只告诉你自己对自己的电容耦合该怎么做

两个不同厂家的要电容耦合，按两者的图怎么做都不对

redroof · 发表于 2017-12-22 16:58:11

rerainings 发表于 2017-12-22 16:16
一直用的ksz8091，无变压器phy直连，没发现有什么问题。你这个不同型号之间，，，这个强大了 ...

互联的两边，每一边按自己厂家的说法都是对的。
两边的厂家手册我都贴出来了，我的接法在两边厂家都看不出问题。
问题就是两个配合起来偶尔不对，无语啊。。。。

microapp · 发表于 2018-9-26 07:08:48

请教楼主熟悉nxp k64连接ksz8795开发吗?

yz_altang · 发表于 2018-9-26 08:20:37

来来了，看看这篇文章

内部自带终端电阻的PHY无变压器连接问题(KSZ8795)

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