100Base-FX-Transceiver an SFP-Modul anschließen (Schaltplan)

Siehe auch meinen Beitrag zur Auswahl eines geeigneten 100Base-FX Ethernet PHY.

**Beachten Sie, dass manchmal die Kondensatoren und der 100-Ohm-Abschlusswiderstand im verwendeten SFP-Modul integriert sind! In diesem Fall ersetzen Sie die Kondensatoren durch 0-Ohm-Widerstände und lassen Sie den 100-Ohm-Widerstand weg.**Meine Empfehlung ist, das Datenblatt des SFP-Moduls zu prüfen oder es einfach mit Kondensatoren & Abschluss auszuprobieren, wenn Sie es nicht wissen.

100Base-FX-Transceiver lassen sich recht einfach mit dem PHY verbinden, aber Sie müssen die Hochgeschwindigkeits-Schnittstelle korrekt abschließen. Da PECL-Logik verwendet wird, ist die Abschaltung etwas anders.

PECL & AC-Abschluss

Das Erste, was man verstehen muss, ist, dass zwar alle SFP-Module gleich sind (d. h. der SFP Multi-Source-Agreement unterliegen), aber einige gleicher als andere.

Genauer gesagt enthalten einige von ihnen Abschlusswiderstände, einige AC-Koppelkondensatoren, einige beides und einige keines von beiden. Meine Empfehlung ist, davon auszugehen, dass das SFP-Modul sowohl AC-Koppelkondensatoren als auch den Sendeabschluss enthält, aber Ersatzbauteil-Footprints vorzusehen, falls Sie sie hinzufügen müssen. Ähnliche Strategien werden empfohlen

Was Sie unbedingt benötigen ist:

• Eine 50-Ohm-Differenz-Leitung zwischen SFP und PHY
• Eine Art von Abschluss auf der PHY-Seite
• Sie müssen zu 100 % das Datenblatt Ihres PHY prüfen oder den Hersteller um Referenzschaltpläne bitten!
• Kurze Leitungen - je kürzer die Leitungen, desto weniger Kopfschmerzen bereitet das Debugging. Sie wollen nicht mehr Kopfschmerzen als nötig, glauben Sie mir.

Was Sie je nach SFP, PHY und Board-Layout möglicherweise benötigen oder nicht, ist:

• Zusätzliche Abschlüsse (wenn Sie diese hinzufügen, während bereits ein anderer Abschluss vorhanden ist, halbiert dies ungefähr Ihre Signalamplitude.
• AC-Koppelkondensatoren (es schadet nicht allzu sehr, sie einzubauen, auch wenn sie redundant sind)
• Pullup-Widerstände für den PHY-Treiber

Variante 1: Microchip

Die folgenden Informationen basieren auf dem Application Note von Microchip für die LAN93xx-Serie. Die grundlegende Abschlussstrategie besteht darin, einen 100R-Differenz-Sendeabschluss zu verwenden, ergänzt durch den Hinweis, dass einige Transceiver den Abschlusswiderstand bereits intern enthalten und ein zusätzlicher Abschlusswiderstand verwendet wird.

Beachten Sie, dass in einem der Schaltpläne Microchip die Abschlusswiderstände vertauscht hat. Der 130-Ohm-Widerstand sollte Richtung 3,3V und nicht Richtung Masse führen.

Darüber hinaus verlangt Microchip, dass 50-Ohm (gelesen: 49.9 Ohm) Pullup-Widerstände an die Sendeleitungen angeschlossen werden. Diese Widerstände sind für die Microchip-Treiber erforderlich, aber nicht für alle Treiber.

Variante 2: Marvell

Im 88E3015/88E3018-Datenblatt von Marvell wird eine etwas andere Abschlussstrategie implementiert, die den differentiellen 100R-Abschlusswiderstand zugunsten eines Paares von

Beachten Sie, dass das Marvell-Bauteil keine 50R-Pullup-Widerstände spezifiziert. Soweit ich herausfinden konnte scheinen SFP-Module diese Pullups nie zu benötigen, aber einige PHYs schon. Die einzige sichere Variante ist, diese Pullups in den Schaltplan aufzunehmen und nicht zu bestücken.

Kombination der Varianten

Eine gute Idee bei Hochgeschwindigkeitssignalen, insbesondere bei verschiedenen Transceivern, ist es, alle möglichen Optionen vorzusehen und dann einfach auszuprobieren, was am besten funktioniert.

KiCAD-Schaltplan herunterladen

Meine Empfehlungen, womit Sie beginnen sollten, lauten wie folgt:

• Alle Widerstände, die mit NA-Werten gekennzeichnet sind: Nicht bestücken, nur bei Bedarf experimentell bestücken
• Da die meisten SFP-Empfänger bereits AC-Koppelkondensatoren enthalten, werden diese nicht benötigt, aber sie schaden in der Regel auch nicht
• Versuchen Sie, die Leitungen zwischen PHY und SFP-Modul kurz zu halten. Dies löst die meisten Signalintegritätsprobleme, ohne Widerstände etc. testweise anpassen zu müssen.

Zusätzlich zur Hochgeschwindigkeits-Datenverbindung vom SFP-Modul zum PHY sollten Sie den LOS (Loss of Signal)-Pin finden, manchmal auch Signal Detect oder Link Detect genannt, und ebenfalls direkt vom SFP-Modul zum PHY verbinden (kein Abschluss oder Pullups erforderlich).

Bezüglich des Layouts gilt wie üblich bei Hochgeschwindigkeitsverbindungen: Stellen Sie sicher, dass die Bauteile nahe den relevanten Bauteilen platziert werden, und versuchen Sie, PHY und SFP-Modul so nah wie möglich beieinander zu platzieren.