一种百兆以太网口的EMC测试装置的制作方法

本实用新型涉及emc测试技术领域，尤其涉及一种百兆以太网口的emc测试装置。

背景技术：

emc测试又叫做电磁兼容(emc)，指的是对电子产品在电磁场方面干扰大小(emi)和抗干扰能力(ems)的综合评定，是产品质量最重要的指标之一，电磁兼容的测量由测试场地和测试仪器组成。

目前传统的百兆以太网口的emc设计方案主要是基于割地设计，就是将网口地与主板地做“切蛋糕”的方式完全区分开，这种设计方法使得整板的地平面不够完整，对于高频信号容易造成地阻抗，不利于抑制高频辐射干扰，且方案可拓展性不强。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题，在于提供一种百兆以太网口的emc测试装置，实现在不割地的前提下，从电路原理图设计及pcb设计层面解决了百兆以太网口的emi问题，同时兼容了百兆以太网口接口抗静电干扰及防雷设计。

本实用新型是这样实现的：

一种百兆以太网口的emc测试装置，包括一以太网口电路、一抑制共模干扰电路、一网络隔离变压电路、一bob-smith电路、一led灯配置电路及一phy芯片电路，所述以太网口电路分别与抑制共模干扰电路及led灯配置电路连接，所述网络隔离变压电路分别与抑制共模干扰电路、bob-smith电路及phy芯片电路连接，所述phy芯片电路连接至led灯配置电路。

进一步地，还包括一gdt泄放电路，所述gdt泄放电路与网络隔离变压电路连接。

进一步地，所述以太网口电路包括一rj45网口座cn1，所述rj45网口座cn1的第一引脚、第二引脚、第三引脚和第六引脚均连接至抑制共模干扰电路，所述rj45网口座cn1的第九引脚、第十引脚、第十一引脚和第十二引脚均连接至led灯配置电路，所述rj45网口座cn1的g1引脚和g2引脚均接地，所述rj45网口座cn1的第四引脚、第五引脚、第七引脚和第八引脚均悬空。

进一步地，所述抑制共模干扰电路包括一共模电感l17和一共模电感l18，所述共模电感l17的第四引脚与所述以太网口电路的第一引脚连接，所述共模电感l17的第一引脚与所述以太网口电路的第二引脚连接，所述共模电感l18的第四引脚与所述以太网口电路的第三引脚连接，所述共模电感l18的第一引脚与所述以太网口电路的第六引脚连接；所述共模电感l17的第三引脚和第二引脚及所述共模电感l18的第三引脚和第二引脚分别与网络隔离变压电路中对应的引脚连接；

或者所述抑制共模干扰电路包括一电阻r520、一电阻r521、一电阻r522和一电阻r523，所述电阻r520的一端与所述以太网口电路的第一引脚连接，所述电阻r521的一端与所述以太网口电路的第二引脚连接，所述电阻r522的一端与所述以太网口电路的第三引脚连接，所述电阻r523的一端与所述以太网口电路的第六引脚连接；所述电阻r520的另一端、电阻r521的另一端、电阻r522的另一端和电阻r523的另一端分别与网络隔离变压电路中对应的引脚连接；

或者所述抑制共模干扰电路包括一共模电感l17、一共模电感l18、一电阻r520、一电阻r521、一电阻r522和一电阻r523，所述共模电感l17的第四引脚与所述以太网口电路的第一引脚连接，所述共模电感l17的第一引脚与所述以太网口电路的第二引脚连接，所述共模电感l18的第四引脚与所述以太网口电路的第三引脚连接，所述共模电感l18的第一引脚与所述以太网口电路的第六引脚连接；所述共模电感l17的第三引脚、所述共模电感l17的第二引脚、所述共模电感l18的第三引脚和所述共模电感l18的第二引脚分别与电阻r520的一端、电阻r521的一端、电阻r522的一端和电阻r523的一端对应连接，所述电阻r520的另一端、电阻r521的另一端、电阻r522的另一端和电阻r523的另一端分别与网络隔离变压电路中对应的引脚连接。

进一步地，所述网络隔离变压电路包括一变压器u27、一电容c356和一电容c357，所述变压器u27的第十六引脚、第十四引脚、第十一引脚和第九引脚分别与抑制共模干扰电路对应的引脚/端口连接，所述变压器u27的第十五引脚和第十引脚均与bob-smith电路连接，所述变压器u27的第二引脚与电容c356的一端连接，所述变压器u27的第七引脚与电容c357的一端连接，所述电容c356的另一端和电容c357的另一端均接地，所述变压器u27的第一引脚、第三引脚、第六引脚和第八引脚均连接至phy芯片电路，所述变压器u27的第四引脚、第五引脚、第十二引脚和第十三引脚均悬空。

进一步地，所述bob-smith电路包括一电容c359、一电阻r472和一电阻r473，所述电阻r472的一端与所述网络隔离变压电路的第十引脚连接，所述电阻r473的一端与所述网络隔离变压电路的第十五引脚连接，所述电阻r472的另一端和电阻r473的另一端均连接至电容c359的一端，所述电容c359的另一端接地。

进一步地，所述gdt泄放电路包括一气体放电管d33和一电阻r471，所述气体放电管d33的一端和电阻r471的一端均连接至所述网络隔离变压电路的第十引脚，所述电阻r471的另一端连接至所述网络隔离变压电路的第十五引脚，所述气体放电管d33的另一端接地。

进一步地，所述led灯配置电路包括一电阻r149、一电阻r151、一电阻r154、一电阻r156、一电阻r148、一电阻r150、一电容c160和一电容c161，所述电容c160的一端、电阻r149的一端和电阻r150的一端均连接至以太网口电路的第十引脚，所述电阻r151的一端、电容c161的一端和电阻r148的一端均连接至以太网口电路的第十一引脚，所述电阻r154的一端连接至以太网口电路的第九引脚，所述电阻r156的一端连接至以太网口电路的第十二引脚，所述电阻r148的另一端和电阻r150的另一端均连接至phy芯片电路，所述电阻r151的另一端和电阻r156的另一端均连接至电源，所述电阻r149的另一端、电阻r154的另一端、电容c160的另一端和电容c161的另一端均接地。

进一步地，所述电阻r520、电阻r521、电阻r522和电阻r523的阻值不大于10欧；所述电阻r520、电阻r521、电阻r522、电阻r523、电阻r472、电阻r473和电阻r471的封装方式均采用0603封装、0805封装或1206封装。

进一步地，还包括一pcb板，所述pcb板布设有六层，从上至下依次为top层、第一gnd层、vcc层、信号层、第二gnd层和bottom层，所述rj45网口座cn1、电阻r520、电阻r521、电阻r522、电阻r523、变压器u27、气体放电管d33、电阻r149、电阻r151、电阻r154、电阻r156、电阻r148、电阻r150、电容c160、电容c161、共模电感l17、共模电感l18和phy芯片电路布设在top层，所述电容c359、电容c356、电容c357、电阻r472、电阻r473和电阻r471布设在bottom层；所述气体放电管d33的地管脚及电容c359的地管脚直连到rj45网口座cn1的地管脚，所述rj45网口座cn1、电容c356、电容c357、电阻r149、电阻r154、电容c160和电容c161和phy芯片的地管脚均通过过孔连接至第一gnd层和第二gnd层。

本实用新型的优点在于：本发明权衡了板级共地与割地设计，在pcb结构不做改动的情况下，研发人员可以根据产品市场定位、防雷等级需求、成本需求等因素，灵活选择不同的设计方案；通过板级设计可兼容解决百兆网口的emi及抗干扰问题，顺利通过emc相关标准要求，大大节省了物料成本及人工成本，直接带来企业的成本效益，使产品更具有市场竞争力需求，提升产品防雷等级，可拓展性较强。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的说明。

图1为本实用新型一种百兆以太网口的emc测试装置的结构示意图。

图2为本实用新型中具体的电路连接示意图。

图3a为本实用新型中抑制共模干扰电路的实施例一结构示意图。

图3b为本实用新型中抑制共模干扰电路的实施例二结构示意图。

图3c为本实用新型中抑制共模干扰电路的实施例三结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作出进一步地详细说明，但本实用新型的结构并不仅限于以下实施例。

请参阅图1所示，本实用新型的一种百兆以太网口的emc测试装置，包括一以太网口电路、一抑制共模干扰电路、一网络隔离变压电路、一bob-smith电路、一gdt泄放电路、一led灯配置电路及一phy芯片电路，所述以太网口电路分别与抑制共模干扰电路及led灯配置电路连接，所述网络隔离变压电路分别与抑制共模干扰电路、bob-smith电路、gdt泄放电路及phy芯片电路连接，所述phy芯片电路连接至led灯配置电路。

较佳地，具体结构为：如图2至图3c所示：

所述以太网口电路包括一rj45网口座cn1，所述rj45网口座cn1的第一引脚、第二引脚、第三引脚和第六引脚均连接至抑制共模干扰电路，所述rj45网口座cn1的第九引脚、第十引脚、第十一引脚和第十二引脚均连接至led灯配置电路，所述rj45网口座cn1的g1引脚和g2引脚均接地，所述rj45网口座cn1的第四引脚、第五引脚、第七引脚和第八引脚均悬空；

所述抑制共模干扰电路具有三种不同的结构形式，分别为：

如图3a所示，实施例一：所述抑制共模干扰电路包括一共模电感l17和一共模电感l18，所述共模电感l17的第四引脚和第一引脚及所述共模电感l18的第四引脚和第一引脚分别与所述以太网口电路中对应的引脚连接，即有：所述共模电感l17的第四引脚与所述以太网口电路的第一引脚连接，所述共模电感l17的第一引脚与所述以太网口电路的第二引脚连接，所述共模电感l18的第四引脚与所述以太网口电路的第三引脚连接，所述共模电感l18的第一引脚与所述以太网口电路的第六引脚连接；所述共模电感l17的第三引脚和第二引脚及所述共模电感l18的第三引脚和第二引脚分别与网络隔离变压电路中对应的引脚连接；

如图3b所示，实施例二：所述抑制共模干扰电路包括一电阻r520、一电阻r521、一电阻r522和一电阻r523，所述电阻r520的一端、电阻r521的一端、电阻r522的一端和电阻r523的一端分别与所述以太网口电路中对应的引脚连接，即有：所述电阻r520的一端与所述以太网口电路的第一引脚连接，所述电阻r521的一端与所述以太网口电路的第二引脚连接，所述电阻r522的一端与所述以太网口电路的第三引脚连接，所述电阻r523的一端与所述以太网口电路的第六引脚连接；所述电阻r520的另一端、电阻r521的另一端、电阻r522的另一端和电阻r523的另一端分别与网络隔离变压电路中对应的引脚连接；

如图3c所示，实施例三：所述抑制共模干扰电路包括一共模电感l17、一共模电感l18、一电阻r520、一电阻r521、一电阻r522和一电阻r523，所述共模电感l17的第四引脚和第一引脚及所述共模电感l18的第四引脚和第一引脚分别与所述以太网口电路中对应的引脚连接，即有：所述共模电感l17的第四引脚与所述以太网口电路的第一引脚连接，所述共模电感l17的第一引脚与所述以太网口电路的第二引脚连接，所述共模电感l18的第四引脚与所述以太网口电路的第三引脚连接，所述共模电感l18的第一引脚与所述以太网口电路的第六引脚连接；所述共模电感l17的第三引脚、所述共模电感l17的第二引脚、所述共模电感l18的第三引脚和所述共模电感l18的第二引脚分别与电阻r520的一端、电阻r521的一端、电阻r522的一端和电阻r523的一端对应连接，所述电阻r520的另一端、电阻r521的另一端、电阻r522的另一端和电阻r523的另一端分别与网络隔离变压电路中对应的引脚连接；

所述网络隔离变压电路包括一变压器u27、一电容c356和一电容c357，所述变压器u27的第十六引脚、第十四引脚、第十一引脚和第九引脚分别与抑制共模干扰电路对应的引脚/端口连接，在实施例一中，所述变压器u27的第十六引脚与所述共模电感l17的第三引脚连接，所述变压器u27的第十四引脚与所述共模电感l17的第二引脚连接，所述变压器u27的第十一引脚与所述共模电感l18的第三引脚连接，所述变压器u27的第九引脚与所述共模电感l18的第二引脚连接；在实施例二和实施例三中，所述变压器u27的第十六引脚与所述电阻r520的另一端连接，所述变压器u27的第十四引脚与所述电阻r521的另一端连接，所述变压器u27的第十一引脚与所述电阻r522的另一端连接，所述变压器u27的第九引脚与所述电阻r523的另一端连接；所述变压器u27的第十五引脚和第十引脚均与bob-smith电路连接，同时，所述变压器u27的第十五引脚和第十引脚也与gdt泄放电路连接；所述变压器u27的第二引脚与电容c356的一端连接，所述变压器u27的第七引脚与电容c357的一端连接，所述电容c356的另一端和电容c357的另一端均接地，所述变压器u27的第一引脚、第三引脚、第六引脚和第八引脚均连接至phy芯片电路，所述变压器u27的第四引脚、第五引脚、第十二引脚和第十三引脚均悬空；

所述bob-smith电路包括一电容c359、一电阻r472和一电阻r473，所述电阻r472的一端和电阻r473的一端分别与网络隔离变压电路中对应的引脚连接，即有：所述电阻r472的一端与所述网络隔离变压电路的第十引脚连接，所述电阻r473的一端与所述网络隔离变压电路的第十五引脚连接；所述电阻r472的另一端和电阻r473的另一端均连接至电容c359的一端，所述电容c359的另一端接地；

所述gdt泄放电路包括一气体放电管d33和一电阻r471，所述气体放电管d33的一端和电阻r471的一端均连接至所述网络隔离变压电路的第十引脚，所述电阻r471的另一端连接至所述网络隔离变压电路的第十五引脚，所述气体放电管d33的另一端接地；

所述led灯配置电路包括一电阻r149、一电阻r151、一电阻r154、一电阻r156、一电阻r148、一电阻r150、一电容c160和一电容c161，所述电容c160的一端、电阻r149的一端和电阻r150的一端均连接至以太网口电路的第十引脚，所述电阻r151的一端、电容c161的一端和电阻r148的一端均连接至以太网口电路的第十一引脚，所述电阻r154的一端连接至以太网口电路的第九引脚，所述电阻r156的一端连接至以太网口电路的第十二引脚，所述电阻r148的另一端和电阻r150的另一端均连接至phy芯片电路，所述电阻r151的另一端和电阻r156的另一端均连接至电源，所述电阻r149的另一端、电阻r154的另一端、电容c160的另一端和电容c161的另一端均接地。

(1)还包括一pcb板，所述pcb板布设有六层，从上至下依次为top层(第1层)、第一gnd层(第2层)、vcc层(第3层)、信号层(第4层)、第二gnd层(第5层)和bottom层(第6层)，所述rj45网口座cn1、电阻r520、电阻r521、电阻r522、电阻r523、变压器u27、气体放电管d33、电阻r149、电阻r151、电阻r154、电阻r156、电阻r148、电阻r150、电容c160、电容c161、共模电感l17、共模电感l18和phy芯片电路布设在top层；所述电容c359、电容c356、电容c357、电阻r472、电阻r473和电阻r471布设在bottom层；所述以太网口电路的两组差分线与抑制共模干扰电路相连后，连接至网络隔离变压电路的变压器u27，变压器u27的初级中心抽头通过过孔(过孔直径不小于20mil)连接至bob-smith电路及gdt泄放电路。

(2)所述gdt泄放电路中气体放电管d33的地管脚及所述bob-smith电路中电容c359的地管脚直连到所述以太网口电路中rj45网口座cn1的地管脚，所述rj45网口座cn1的地管脚通过过孔(过孔直径不小于20mil)连接至第一gnd层和第二gnd层，所述电容c356、电容c357、电阻r149、电阻r154、电容c160和电容c161的地管脚通过过孔连接至第一gnd层和第二gnd层；这两部分的地管脚在top层和bottom层不直接相连(简称同属性隔离)，是通过第一gnd层和第二gnd层进行相连。该种方式可以使得以太网口在进行esd实验时，使得esd干扰电流不会直接进入主板内部(phy芯片电路)，优先通过外围接口及螺丝孔泄放到机壳，减少对内部芯片的干扰。同时第一gnd层和第二gnd层保留完整的地平面，避免产生地阻抗，从而减少高频信号产生辐射问题的可能。

(3)所述以太网口电路的rj45网口座cn1的地管脚与第一gnd层和第二gnd层连接，不得被电源等分割；减小共模干扰耦合至电源然后通过接口辐射出去。

(4)所述电阻r520、电阻r521、电阻r522、电阻r523、电阻r472、电阻r473和电阻r471的封装方式均采用0603封装、0805封装或1206封装，是至少采用0603及以上的封装结构，可以避免被浪涌脉冲击穿。

(5)在实施例一和实施例二中，所述电阻r520、电阻r521、电阻r522、电阻r523的封装位置与共模电感l17、共模电感l18的封装位置兼容，通过对应位置的替换，实现实施例一和实施例二的替换，操作简单方便，能够在pcb结构不做改动及不影响通讯质量的情况下，可以根据实际emc测试情况，自主选择使用串接电阻(r520、r521、r522、r523)或者串接共模电感(l17、l18)的方式来抑干扰。

(6)所述电阻r520、电阻r521、电阻r522和电阻r523的阻值不大于10欧，保证网口通讯质量。

(7)在pcb结构不做改动的情况下，若对于防浪涌等级有更高等级要求，可以选择gdt泄放电路与bob-smith电路共存的方式来泄放浪涌能量，若对于成本有严格要求同时防浪涌等级要求不高的情况下，可以选择仅使用bob-smith电路来泄放浪涌能量。

综上所述，本实用新型的优点如下：

本发明权衡了板级共地与割地设计，在pcb结构不做改动的情况下，研发人员可以根据产品市场定位、防雷等级需求、成本需求等因素，灵活选择不同的设计方案；通过板级设计可兼容解决百兆网口的emi及抗干扰问题，顺利通过emc相关标准要求，大大节省了物料成本及人工成本，直接带来企业的成本效益，使产品更具有市场竞争力需求，提升产品防雷等级，可拓展性较强。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本实用新型的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本实用新型的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本实用新型的权利要求所保护的范围内。