焊接过程参数传感采集系统以太网接口设计

本文参考文献引用格式：吴统立，王克鸿，杨嘉佳，等.焊接过程参数传感采集系统以太网接口设计[J].电焊机，2017，47（11）：71-76.

焊接过程参数传感采集系统

以太网接口设计

吴统立1,王克鸿1,杨嘉佳1,王飞2

渊1.南京理工大学材料科学与工程学院，江苏南京210094；2.中国航发贵州黎阳航空动力有限公司，贵州贵阳550000）

摘要：焊接电压、焊接电流等焊接参数决定电弧形态和熔滴过渡形式，对焊接过程的稳定性和焊缝质量有决定性的影响。焊接电压、焊接电流等电信号的高速、实时采集传输是实现焊接过程监控和焊接过程数字化的突破性关键技术。传统焊接过程参数传感时由于通讯接口的限制造成传输频率低，无法满足焊接电信号精细化分析和焊接质量在线感知的需要。设计了一套采用MCU和以太网芯片DM9000通讯接口的焊接过程参数高速传感采集系统，采用基于TCP/IP的网络传输协议进行数据传输，测试结果表明，设计的以太网通信接口成功实现了采样频率为1000Hz的焊接电压和电流波形的高速传输。

关键词：焊接过程；参数采集；以太网；DM9000

中图分类号：TG409文献标志码：A文章编号：1001-2303（2017）11-0071-06 DOI：10.7512/j.issn.1001-2303.2017.11.15

Ethernet interface design of welding process parameters sensing acquisition system

WU Tongli1，WANG Kehong1，YANG Jiajia1，WANG Fei2

（1.School of Material Science and Engineering，Nanjing University of Science and Technology，Nanjing210094，China；2.Guizhou Liyang Aero Engine Co.，Ltd.，AECC，Guiyang550000，China）

Abstract：Real-time welding parameters of welding voltage and welding current determine the arc shape and metal transfer mode，which are decisive for the stability of welding process and weld quality.The high-speed，real time acquisition and transmission of the welding voltage，current and other electrical signals is the key breakthrough technology for realizing the monitoring and digitization of welding process.Due to the low transmission frequency caused by the restrictions of communication interface when the traditional welding process parameters are sensing，the needs of the fine analysis of welding electrical signals and online perception of welding quality can not be satisfied.Therefore，a set of welding process parameters high-speed sensing acquisition system is designed by using MCU and Ethernet chip DM9000communication interface，and the data transmission is based on the TCP/IP communications protocol. The results show that the designed Ethernet communication interface achieves high-speed transmission of welding voltage and current waveforms at the1000Hz sampling frequency.

Key words：welding process；parameters acquisition；Ethernet；DM9000

收稿日期:2017-03-15；修回日期:2017-07-13

基金项目:国防基础科研项目（JCKY2016208A001）

作者简介:吴统立（1985—），男，博士，主要从事数字化焊接电源、加工过程智能化数字化、机器人柔性集成智能化的研究工作。E-mail：wutl2005@https://www.wendangku.net/doc/875425134.html,。

通讯作者:王克鸿（1963—），男，教授，博士，主要从事新材料异种材料结合机理和新方法、加工过程智能化数字化、机器人柔性集成智能化的研究工作。

经典中的经典 以太网电接口采用UTP设计的EMC设计指导书

?以太网电接口采用UTP设计的EMC设计指导书 一、UTP（非屏蔽网线）的介绍 非屏蔽网线由两根具有绝缘保护层的铜导线组成，两根绝缘铜导线按照一定密度绞在一起，每一根导线在传输中辐射的电波会与另外一根的抵消，这样可降低信号的干扰程度。 用来衡量UTP的主要指标有： 1、衰减：就是沿链路的信号损失度量。 2、近端串扰：测量一条UTP链路对另一条的影响。 3、直流电阻。 4、衰减串扰比（ACR）。 5、电缆特性。 二、10/100/1000BASE-T以太网电接口原理图设计 10/100/1000BASE-T以太网口电路按照连接器的种类网口电路可以分为：网口变压器集成在连接器里的网口电路和网口变压器不集成在连接器里的网口电路。 1、网口变压器未集成在连接器里的网口电路原理图 网口电路主要包括PHY芯片，网口变压器，网口连接器三部分，图中左侧的八个49.9Ω的电阻是差分线上的终端匹配电阻，其阻值的大小由差分线的特性阻抗决定，当变压器内的线圈匝数发生变化时，其阻值也跟随变化，保证两者的阻抗匹配。由电容组成的差模、共模滤波器可以增强EMC性能。在线圈的中心抽头处接的电容可以有效的改善电路的抗EMC性能，合理的选择电容值可以使电路的EMC做到最优。电路的右侧四个75Ω的电阻是电路的共模阻抗。 2、网口变压器集成在连接器里的网口电路原理图

网口电路主要包括PHY芯片，网口连接器两部分，网口变压器部分集成在接口内部，同样左侧的49.9Ω的电阻阻值也是由变压器的匝数及差分线的特性阻抗决定的。中间的电容组成共模、差模滤波器，滤除共模及差模噪声。75Ω的共模电阻也集成在网口连接器的内部。 3、网口指示灯电路原理图 带指示灯的以太网口电路原理图与不带指示灯灯的大致相同，只是多出指示灯的驱动电路。 注意点： 1）、两个匹配电阻是否需要根据PHY层芯片决定，如有的PHY层芯片内部集成匹配电阻就不需要。匹配电阻是接地还是接电源也是由PHY芯片决定，一般接电源。 2）、芯片侧中间抽头需要通过磁珠串接电源，并且注意每一路接一个磁珠，并通过电容0.01-0.1uf接数字地。 3）、点灯部分电路，link和ACT灯走线要加磁珠处理，同时供电电源也要加磁珠处理。但所有显示驱动灯的电源可以共用一个磁珠。 4）、变压器与连接器部分的匹配电阻75欧姆和50欧姆精度可以放低到5％。

以太网EMC接口电路设计与PCB设计说明

以太网EMC接口电路设计及PCB设计 我们现今使用的网络接口均为以太网接口，目前大部分处理器都支持以太网口。目前以太网按照速率主要包括10M、10/100M、1000M三种接口，10M应用已经很少，基本为10/100M所代替。目前我司产品的以太网接口类型主要采用双绞线的RJ45接口，且基本应用于工控领域，因工控领域的特殊性，所以我们对以太网的器件选型以及PCB设计相当考究。从硬件的角度看，以太网接口电路主要由MAC（Media Access Controlleroler）控制和物理层接口（Physical Layer，PHY）两大部分构成。大部分处理器内部包含了以太网MAC控制，但并不提供物理层接口，故需外接一片物理芯片以提供以太网的接入通道。面对如此复杂的接口电路，相信各位硬件工程师们都想知道该硬件电路如何在PCB上实现。 下图1以太网的典型应用。我们的PCB设计基本是按照这个框图来布局布线，下面我们就以这个框图详解以太网有关的布局布线要点。 图1 以太网典型应用 1.图2网口变压器没有集成在网口连接器里的参考电路PCB布局、布线图，下面就以图2介绍以太网电路的布局、布线需注意的要点。 图2 变压器没有集成在网口连接器的电路PCB布局、布线参考 a)RJ45和变压器之间的距离尽可能的短，晶振远离接口、PCB边缘和其他的高频设备、走线或磁性元件周围，PHY层芯片和变压器之间的距离尽可能短，但有时为了

顾全整体布局，这一点可能比较难满足，但他们之间的距离最大约10~12cm，器件布局的原则是通常按照信号流向放置，切不可绕来绕去； b)PHY层芯片的电源滤波按照要芯片要求设计，通常每个电源端都需放置一个退耦电容，他们可以为信号提供一个低阻抗通路，减小电源和地平面间的谐振，为了让电容起到去耦和旁路的作用，故要保证退耦和旁路电容由电容、走线、过孔、焊盘组成的环路面积尽量小，保证引线电感尽量小； c)网口变压器PHY层芯片侧中心抽头对地的滤波电容要尽量靠近变压器管脚，保证引线最短，分布电感最小； d)网口变压器接口侧的共模电阻和高压电容靠近中心抽头放置，走线短而粗（≥15mil）； e)变压器的两边需要割地：即RJ45连接座和变压器的次级线圈用单独的隔离地，隔离区域100mil以上，且在这个隔离区域下没有电源和地层存在。这样做分割处理，就是为了达到初、次级的隔离，控制源端的干扰通过参考平面耦合到次级； f)指示灯的电源线和驱动信号线相邻走线，尽量减小环路面积。指示灯和差分线要进行必要的隔离，两者要保证足够的距离，如有空间可用GND隔开； g)用于连接GND和PGND的电阻及电容需放置地分割区域。 2.以太网的信号线是以差分对（Rx±、Tx±）的形式存在，差分线具有很强共模抑制能力，抗干扰能力强，但是如果布线不当，将会带来严重的信号完整性问题。下面我们来一一介绍差分线的处理要点： a)优先绘制Rx±、Tx±差分对，尽量保持差分对平行、等长、短距，避免过孔、交叉。由于管脚分布、过孔、以及走线空间等因素存在使得差分线长易不匹配，时序会发生偏移，还会引入共模干扰，降低信号质量。所以，相应的要对差分对不匹配的情况作出补偿，使其线长匹配，长度差通常控制在5mil以内，补偿原则是哪里出现长度差补偿哪里； b)当速度要求高时需对Rx±、Tx±差分对进行阻抗控制，通常阻抗控制在100Ω±10%； c)差分信号终端电阻（49.9Ω，有的PHY层芯片可能没有）必须靠近PHY层芯片的Rx±、Tx±管脚放置，这样能更好的消除通信电缆中的信号反射，此电阻有些接电源，有些通过电容接地，这是由PHY芯片决定的； d)差分线对上的滤波电容必须对称放置，否则差模可能转成共模，带来共模噪声，且其走线时不能有stub ，这样才能对高频噪声有良好的抑制能力。

以太网接口PCB设计经验分享

以太网口PCB布线经验分享 目前大部分32 位处理器都支持以太网口。从硬件的角度看，以太网接口电路主要由 MAC 控制器和物理层接口（Physical Layer ，PHY ）两大部分构成，目前常见的以太网接口 芯片，如LXT971 、RTL8019 、RTL8201、RTL8039、CS8900、DM9008 等，其内部结构也 主要包含这两部分。 一般32 位处理器内部实际上已包含了以太网MAC 控制，但并未提供物理层接口，因此，需外接一片物理层芯片以提供以太网的接入通道。 常用的单口10M/100Mbps 高速以太网物理层接口器件主要有RTL8201、LXT971 等，均提供MII 接口和传统7 线制网络接口，可方便的与CPU 接口。以太网物理层接口器件主 要功能一般包括：物理编码子层、物理媒体附件、双绞线物理媒体子层、10BASE-TX 编码/ 解码器和双绞线媒体访问单元等。 下面以RTL8201 为例，详细描述以太网接口的有关布局布线问题。 一、布局 CPU M A RTL8201 TX ± 变 压 RJ45 网口 器 C RX± 1、RJ45和变压器之间的距离应当尽可能的缩短. 2、RTL8201的复位信号Rtset 信号（RTL8201 pin 28 ）应当尽可能靠近RTL8021,并且，如果可能的话应当远离TX+/-,RX+/-, 和时钟信号。 3、RTL8201的晶体不应该放置在靠近I/O 端口、电路板边缘和其他的高频设备、走线或磁性 元件周围. 4、RTL8201和变压器之间的距离也应该尽可能的短。为了实际操作的方便，这一点经常被放弃。但是，保持Tx±, Rx±信号走线的对称性是非常重要的，而且RTL8201和变压器之间的距离需要保持在一个合理的范围内，最大约10~12cm。 5、Tx+ and Tx- (Rx+ and Rx-) 信号走线长度差应当保持在2cm之内。 二、布线 1、走线的长度不应当超过该信号的最高次谐波( 大约10th) 波长的1/20 。例如：25M的时钟走线不应该超过30cm，125M信号走线不应该超过12cm (Tx ±, Rx ±) 。 2、电源信号的走线( 退耦电容走线, 电源线, 地线) 应该保持短而宽。退耦电容上的过孔直径 最好稍大一点。 3、每一个电容都应当有一个独立的过孔到地。 4、退耦电容应当放在靠近IC的正端（电源），走线要短。每一个RTL8201 模拟电源端都需要退耦电容(pin 32, 36, 48). 每一个RTL8201 数字电源最好也配一个退耦电容。 5、Tx±, Rx ±布线应当注意以下几点: (1)Tx+, Tx- 应当尽可能的等长，Rx+, Rx- s 应当尽可能的等长； (2) Tx±和Rx±走线之间的距离满足下图: (3) Rx±最好不要有过孔, Rx ±布线在元件侧等。

以太网通信接口电路设计规范

目录 1目的 (3) 2范围 (3) 3定义 (3) 3.1以太网名词范围定义 (3) 3.2缩略语和英文名词解释 (3) 4引用标准和参考资料 (4) 5以太网物理层电路设计规范 (4) 5.1：10M物理层芯片特点 (4) 5.1.1：10M物理层芯片的分层模型 (4) 5.1.2：10M物理层芯片的接口 (5) 5.1.3：10M物理层芯片的发展 (6) 5.2：100M物理层芯片特点 (6) 5.2.1：100M物理层芯片和10M物理层芯片的不同 (6) 5.2.2：100M物理层芯片的分层模型 (6) 5.2.3：100M物理层数据的发送和接收过程 (8) 5.2.4：100M物理层芯片的寄存器分析 (8) 5.2.5：100M物理层芯片的自协商技术 (10) 5.2.5.1：自商技术概述 (10) 5.2.5.2：自协商技术的功能规范 (11) 5.2.5.3：自协商技术中的信息编码 (11) 5.2.5.4：自协商功能的寄存器控制 (14) 5.2.6：100M物理层芯片的接口信号管脚 (15) 5.3：典型物理层器件分析 (16) 5.4：多口物理层器件分析 (16) 5.4.1：多口物理层器件的介绍 (16) 5.4.2：典型多口物理层器件分析。 (17) 6以太网MAC层接口电路设计规范 (17) 6.1：单口MAC层芯片简介 (17) 6.2：以太网MAC层的技术标准 (18) 6.3：单口MAC层芯片的模块和接口 (19) 6.4：单口MAC层芯片的使用范例 (20) 71000M以太网（单口）接口电路设计规范 (21) 8以太网交换芯片电路设计规范 (21) 8.1：以太网交换芯片的特点 (21) 8.1.1：以太网交换芯片的发展过程 (21) 8.1.2：以太网交换芯片的特性 (22) 8.2：以太网交换芯片的接口 (22) 8.3：MII接口分析 (23) 8.3.1：MII发送数据信号接口 (24) 8.3.2：MII接收数据信号接口 (25) 8.3.3：PHY侧状态指示信号接口 (25) 8.3.4：MII的管理信号MDIO接口 (25) 8.4：以太网交换芯片电路设计要点 (27) 8.5：以太网交换芯片典型电路 (27) 8.5.1：以太网交换芯片典型电路一 (28)

RJ45以太网接口EMC防雷设计方案

以太网接口EMC设计方案 一、接口概述 RJ45以太网接口是目前应用最广泛的通讯设备接口，以太网口的电磁兼容性能关系到通讯设备的稳定运行。 二、接口电路原理图的EMC设计 百兆以太网接口2KV防雷滤波设计 图1 百兆以太网接口2KV防雷滤波设计 接口电路设计概述： 本方案从EMC原理上，进行了相关的抑制干扰和抗敏感度的设计；从设计层次解决EMC问题；同时此电路兼容了百兆以太网接口防雷设计。 本防雷电路设计可通过IEC61000-4-5或GB17626.5标准，共模2KV，差摸1KV的非屏蔽平衡信号的接口防雷测试。 电路EMC设计说明： （1） 电路滤波设计要点： 为了抑制RJ45接口通过电缆带出的共模干扰，建议设计过程中将常规网络变压器改为接口带有共模抑制作用的网络变压器，此种变压器示意图如下。

图2 带有共模抑制作用的网络变压器 RJ45接口的NC空余针脚一定要采用BOB-smith电路设计，以达到信号阻抗匹配，抑制对外干扰的作用，经过测试，BOB-smith电路能有10个dB左右的抑制干扰的效果。 网络变压器虽然带有隔离作用，但是由于变压器初次级线圈之间存在着几个pF的分布电容；为了提升变压器的隔离作用，建议在变压器的次级电路上增加对地滤波电容，如电路图上C4-C7，此电容取值5Pf~10pF。 在变压器驱动电源电路上，增加LC型滤波，抑制电源系统带来的干扰，如电路图上L1、C1、C2、C3，L1采用磁珠，典型值为600Ω/100MHz，电容取值0.01μF~0.1μF。 百兆以太网的设计中，如果在不影响通讯质量的情况，适当减低网络驱动电压电平，对于EMC干扰抑制会有一定的帮助；也可以在变压器次级的发送端和接收端差分线上串加10Ω的电阻来抑制干扰。 （2） 电路防雷设计要点： 为了达到IEC61000-4-5或GB17626.5标准，共模2KV，差摸1KV的防雷测试要求，成本最低的设计方案就是变压器初级中心抽头通过防雷器件接地，电路图上的D1可以选择成本较低的半导体放电管，但是要注意“防护器件标称电压要求大于等于6V；防护器件峰值电流要求大于等于50A；防护器件峰值功率要求大于等于300 W。注意选择半导体放电管，要注意器件“断态电压、维持电流”均要大于电路工作电压和工作电流。 根据测试标准要求，对于非屏蔽的平衡信号，不要求强制性进行差模测试，所以对于差模1KV以内的防护要求，可以通过变压器自身绕阻来防护能量冲击，不需要增加差模防护器件。 接口电路设计备注： 如果设备为金属外壳，同时单板可以独立的划分出接口地，那么金属外壳与接口地直接电气连接，且单板地与接口地通过1000pF电容相连。

嵌入式系统的以太网接口设计

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/875425134.html, 嵌入式系统的以太网接口设计 作者：于申申 来源：《硅谷》2011年第17期 摘要：随着网络和嵌入式系统的发展，嵌入式系统与网络的结合已经成为最新的研究方向。使用处理器S3C44B0X和以太网接口芯片RTL8019AS，设计一种通用的嵌入式系统以太网接口设计与实现方案。这种设计结构简单，实现方便，具有很好的实用价值。 关键词： S3C44BOX； RTL8019AS； uCLinux操作系统 中图分类号：TP368 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）0910067－01 目前，随着计算机技术、通信技术的飞速发展，以太网以它的普遍性及低廉的接口价格，已经作为一种最通用的网络，广泛应用于生产和生活中。使得我们在计算机进行网络互连的同时，许多领域的嵌入式设备如工业控制、数据采集、数控机床和智能仪表等也有接入网络的需求。伴随着信息家电出现，嵌入式设备的网络化必将拥有更广阔的发展前途。在这个过程里，首先要解决的是嵌入式设备如何实现网络互连。 本文基于常用的嵌人式处理器S3C44B0X和以太网驱动器RTL8019AS以及μClinux系统设计了一款嵌人式以太网接口。该方案和其它设计比较具有高性能、低功耗、软硬件易扩展特点，是当前及今后工业以太网控制器的理想选择方案。本设计的特点是，既可仅用于嵌人式以太网驱动设备，方便简单，又可进行扩展其他模块，必要时可以移植操作系统，应用于其他复杂领域。 1 芯片简介 1.1 S3C44B0X芯片概述 系统的CPU采用S3C44B0X，它是Samsung公司推出的16/32位RISC处理器，采用了ARM7TDMI内核，0.25um工艺的CMOS标准宏单元和存储编译器。S3C44B0X还采用了一种新的总线结构，即SAMBA-II（三星ARM嵌入式微处理器总线结构）。S3C44B0X[1]通过提供全面的、通用的片上外设，大大减少了系统电路中外围元器件配置，从而最小化系统的成本，它为一般应用提供了高性价比和高性能的微处理器解决方案。 由于S3C44B0X微处理器集成了丰富的外设，非常适合控制管理。而μClinux系统又可对多种硬件资源进行控制，加之S3C44B0X对μClinux操作系统的完美支持，故采用了三星公司S3C44B0X芯片作为微处理器。

以太网接口和框图详细讲解

实时嵌入式系统 以太网接口及应用

网络层次模型

以太网层次模型

以太网层次功能 物理层：物理层：定义了数据传输与接收所需要的光与电信号光与电信号，，线路状态线路状态，，时钟基准时钟基准，，数据编码电路等编码电路等。。并向数据链路层设备提供标准接口准接口。。 数据链路层数据链路层：：提供寻址机制提供寻址机制，，数据帧的构建，数据差错检查数据差错检查，，传输控制传输控制。。向网络层提供标准的数据接口等功能提供标准的数据接口等功能。。

IP 层IP 数据报 以太网的MAC 帧格式在帧的前面插入的8 字节中的第一个字段共7 个字节，是前同步码，用来迅速实现MAC 帧的比特同步。 第二个字段是帧开始定界符，表示后面的信息就是MAC 帧。 MAC 帧物理层 MAC 层以太网V2 MAC 帧 目的地址源地址类型数据FCS 6624字节 46 ~ 150010101010101010 10101010101010101011前同步码帧开始 定界符7 字节 1 字节… 8 字节 插 入 为了达到比特同步，在传输媒体上实际传送的要比MAC 帧还多8 个字节

以太网接口的构成 从硬件的角度看，从硬件的角度看，以太网接口电路主要由MAC MAC控制器和物理层接口控制器和物理层接口控制器和物理层接口（（Physical Layer Physical Layer，，PHY PHY））两大部分构成两大部分构成。。 嵌入式网络应用的两种方案 处理器加以太网接口芯片处理器加以太网接口芯片。。芯片如芯片如RTL8019RTL8019RTL8019、、RTL8029RTL8029、、RTL8139RTL8139、、CS8900CS8900、、DM9000DM9000等等，其内部结构也主要包含这两部分部结构也主要包含这两部分。。 自带自带MAC MAC MAC控制器的处理器加物理层接口芯片控制器的处理器加物理层接口芯片控制器的处理器加物理层接口芯片。。如DP83848DP83848、、BCM5221BCM5221、、ICS1893ICS1893等等。

以太网接口防雷电路

以太网接口防雷电路： R701 R /75/1%/0402 R702R /75/1%/0402 RD-R703 R /75/1%/0402 RD+ TD-TD+ U701 SR05-SOT143REF14I/O12I/O2 3 REF21 U702SR05-SOT143REF14I/O12I/O2 3 REF2 1 RD-网络变压器初级浪涌防护 网络变压器初级浪涌防护 C708 C/474M/16V/X7R/0402C709 C/106M/6.3V/X5R/0805D704 TVS/90V/5KA/BF091M/SMD D705 TVS/90V/5KA/BF091M/SMD J700RJ45 10PiN (Plastic) Black P8 A8 P2A7RX-A6P4A4RX+A3TX-A2TX+A1P5A5S2S2 S1S1S3 S3S4S4 D706 TVS/90V/5KA/BF091M/SMD R E F 2 R E F 3 C702 C/102M/2KV D709 TVS/90V/5KA/BF091M/SMD D708 TVS/90V/5KA/BF091M/SMD T D + T C T D - R D - R D + R X -R C R X +R C M T X -T C M T X +T700 T/MT10232ANL/DIP12 1 3 2 1516148 6 7 1011 9RD+ RegOUT1 REF0 TD+ TD-C703 C/102M/2KV R700 R /75/1%/0402 C700 C/102M/2KV C701 C/102M/2KV R714R /49.9/0402/1% C704 C/104K/16V/X7R/0402 网络变压器次级浪涌防护 R715R /49.9/0402/1% C707 C /104K/16V/X7R /0402 R704 R /49.9/0402/1% C705 C/104K/16V/X7R/0402 C706 C /104K/16V/X7R /0402 R705R /49.9/0402/1% REF1 D703 TVS/90V/5KA/BF091M/SMD +3V3 +3V3 说明： 1、 此电路为以太网接口的标准防雷电路，包括了初级和次级防雷保护电路。应用于以太网 口可能接到室外的产品。 2、 此电路要求产品有接大地的接口，如果没有，初级防雷保护电路的共模防护将不起作用。 3、 此电路采用的POE 以太网接口作为例子，C700 – C703使用4个电容为POE 电路考虑， 如果没有POE 电路，可共用为一个电容，请参见普通的以太网接口电路。 4、 防护器件： D703 – D706，D708，D709组成初级防护，接的地为大地，U701、U702构成次级 防护，接的地为数字地。 D703 – D706，D708，D709防护器件典型型号：摈城BF091F 。 防护器件的选择要根据对以太网口的雷击测试要求来定。 电路的简化： 由于在很多认证中，不做以太网接口的差模雷击测试，而在实际使用中，共模雷击 为主要的雷击失效原因，对电路可做简化，去掉D708、D709。 进一步的电路简化：只考虑共模雷击测试和实际使用中的共模雷击防护，最小电路 为：去掉D703、D705、D708、D709、U701、U702，防护器件只保留D704、D706。 在做电路的简化前，需要明确测试和使用的要求，在成本和性能之间取得平衡。

以太网电接口EMC设计指导书

以太网电接口采用UTP的EMC设计指导书

目录 前言 (4) 1范围和简介 (5) 1.1范围 (5) 1.2简介 (5) 1.3关键词 (5) 2规范性引用文件 (5) 3术语和定义 (6) 4UTP（非屏蔽网线）的介绍 (6) 510/100BASE-T、1000BASE-T以太网电接口的共模噪声 (7) 610/100/1000BASE-T以太网电接口电路设计 (7) 6.110/100/1000BASE-T以太网电接口原理图设计 (7) 6.1.1网口变压器集成在连接器里的网口电路原理图 (8) 6.1.2网口变压器集成在连接器里的网口电路原理图 (8) 6.1.3网口指示灯电路原理图 (9) 6.1.4带滤波的10/100BaseT以太网口电路原理图 (10) 6.1.5带滤波的1000BaseT以太网口电路原理图 (11) 6.210/100/1000BASE-T以太网电接口PCB布局、布线 (12) 6.2.1网口变压器没有集成在连接器里的网口电路PCB布局、布线规则 12 6.2.2采用一体化连接器的网口电路PCB布局、布线规则 (15) 6.2.3其它的布局、布线建议 (16) 7实际测试案例： (19)

8结论: (22) 9附录： (24) 10参考文献 (26)

前言 本规范的其他系列规范：无 与对应的国际标准或其他文件的一致性程度：无 规范代替或作废的全部或部分其他文件：无 与其他规范或文件的关系：无 与规范前一版本相比的升级更改的内容： 如果是升级规范，则一定要在此处详细描述本版本相对于上一版本更改的内容，如果是第一次制定，则填写“第一版，无升级更改信息”。 本规范由XX部门提出。 本规范主要起草和解释部门： 本规范主要起草专家：格式（部门：姓名(工号)、姓名(工号)，部门：姓名(工号)、姓名(工号)......） 本规范主要评审专家：格式（部门：姓名(工号)、姓名(工号)，部门：姓名(工号)、姓名(工号)......） 本规范批准部门：XX部门 本规范所替代的历次修订情况和修订专家为： 规范号主要起草专家主要评审专家 姓名(工号)、姓名(工号)姓名(工号)、姓名(工号) 姓名(工号)、姓名(工号)姓名(工号)、姓名(工号)

特殊过程焊接工艺确认

1 / 6

根据确认的目的是能够满足策划的能力要求，因此，我们对过程确认的准则是否可考虑以下几点： 2 / 6

1、过程的质量要求。即产品的特性，这是确认的输入，是策划的出发点，是过程能力分析的依据。离开这一点，会使确认流于形式。 2、原材料的保证。规定使用的原材料必须满足产品的接收准则。 3、影响过程能力的主要因素。主要是工艺保证的条件，按照什么样的工艺条件进行生产。 4、设备和监视测量设备的完好。保证设备和监视测量设备可以适宜、充分。 5、操作人员经过培训，具备规定的操作技能，满足人员能力要求，并经过资格认可。 6、确定操作方法和程序。有规定的统一作业指导书，作业方法明确，程序清楚。 7、再确认的安排。规定过程变化大，材料、设备、作业方法调整、产品性能更改、操作人员的调整等，应当进行再确认。 研制过程控制 2.１总则 规定并执行产品生产过程质量控制的程序文件。编制的控制文件对影响质量的因素及其纠正措施进行有效控制，确保过程处于受控状态，保证产品符合规定的质量要求。 2.2职责 3 / 6

技术科应对整个生产过程制定工艺规范和其它必要的工艺文件，并发放到从事该活动所有场所，生产车间和质保科应按照《过程控制程序》和质量计划的要求进行生产，监督和验证。 2.3基本生产要素的控制 2.3.1生产.安装和服务过程的操作人员，检验人员均应具备相应素质，接受过专业培训和考核，并取得资格。 2.3.2用于生产.安装和服务过程的关键设备.仪器和计量器具应经过检定.校准合格，并处于良好状态。 2.3.3外协或外购件，应经入所检验或验证。 2.4关键件、重要件和特种工艺和控制 2.4.1制定并执行关键件、重要件、关键工序和特种工艺控制的程序文件。 2.4.2关键过程的控制应主要控制以下几点： 4 / 6

嵌入式 基于ARM9的以太网接口设计

基于ARM9的以太网接口设计 1课题研究背景 嵌入式系统是以应用为中心和以计算机为基础的，并且软硬件是可裁剪的，能满足应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等指标的严格要求的专用计算机系统。随着微电子技术和计算机技术的发展，嵌入式技术得到广阔的发展，已成为现代工业控制、通信类和消费类产品发展的方向。 以太网最典型的应用时以太网和TCP/IP，即灵活的以太网底层加上已经成为通用标准的网路传输协议TCP/IP，使得以太网能够非常容易地集成到以Internet和Web技术为代表的信息中。以太网在实时操作、可靠传输、标准统一等方面的卓越性能及其便于安装、维护简单、不受通信距离限制等优点，已经被国内外很多监控、控制领域的研究人员广泛关注，并在实际应用中展露出显著的优势。 随着嵌入式系统和网路技术的兴起已经飞速发展，使系统的通信有了更好的传输方式——系统通过连接以太网，借助以太网网路通信，成为一个切实可行的办法。 2 网络基础知识 计算机网络概述 计算机网路是由多种计算机和终端设备通过通信线路连接起来的复合系统。并建立了OSI参考模型。如图1所示：

图1 OSI参考模型 OSI模型中的前2层作为软硬件来实现的，后5层则作为软件来实现的。参考模型中低层主要用于处理数据的传输，高层则负责连接的建立和数据的表示。 以太网技术概述 以太网是指数字设备公司、英特尔公司和Xerox公司联合在1982年公布的一个标准，具有传输速率高、网路软件丰富、系统功能强、安装连接简单等很多优点。以太网遵守IEEE802.3网络标准。以太网系统有硬件和软件两部分组成，二者共同实现以太网系统各计算机之间传输信息和共享信息。以太网系统具有介质访问控制协议、接口部件、物理介质、帧传输四个基本要素。 3、嵌入式系统基础知识 嵌入式系统技术的发展、特点及发展趋势 20世纪70年代，以微处理器为核心的微型计算机以其小型、价廉。高可靠性特点，迅速进入市场，基于高速数值计算能力的微型机，表现出的智能化水平引起了各个领域的专业人士的兴趣。为了区别原有的通用计算机系统，把嵌入到对象体系中，实现对象体系智能化控制的计算机，称为嵌入式计算机系统。嵌入性、专用性与计算机系统是嵌入式的三个基本要素。 本文介绍了一个基于三星ARM9芯片S3C2440嵌入式系统的以太网接口电路设计方案，采用了工业级以太网控制器DM9000AE成功实现了嵌入式系统网

以太网口的设计防护方案

以太网口的设计防护方案 常用的以太网接口为 10/100Base-TX 10/100Base-2和10/100Base-5 以太网口在室内走线，若设备采用的以太网不采用屏蔽电缆，而且安装尺寸大于50米，宜考虑对以太网口进行电路保护设计。（在实际工作中，设备的以太网口连接电缆可能出户走线，会穿越防雷分区的LPZ0区，LPZ0区是受到直接雷击的高危险区，同时电缆上会感应很大的雷电磁脉冲，以太网连接电缆出到户外，必须在设备接口设计防雷保护电路进行保护）具体线路如下： 说明： 1.该方案前级保护器件选用三级气体放电管B3D090L，主要对共模进行防护。 2.后级采用TVS管SLVU2.8-4,主要进行差模防护。 SLVU2.8-4 (TVS) 器件的特点： 1.能够进行两对平衡线的差模保护,即一个网口(收,发)只用一个器件; 2.节电容很低最大为8pF. 3.具有一定的通流容量,最大承受24A(8/20us)冲击电流,能够满足500V的浪涌测试要求; 4.箝位动作电压低为3V. 在冲击电流作用下残压最大不超过15V,能够保证网口的安全; 5.器件封装为SO-8,占用PCB面积很小; 电阻的选取： 中间电阻选用 2.2欧, 起退耦作用,使前后两级保护电路能够相互配合.电阻值要保证信号传输的前提下尽可能选大.防雷性能会更好.电阻值不能小于2.2欧。 该电路能够达到差模3KA的8/20us 冲击电流量级，能完全满足接口防雷要求。加上防雷保护电路后，插入损耗小于0.3dB，对100M的以太网传输信号质量影响很小，能够保证10/100Base-T以太网接口传输距离100米以上。 深圳市浪拓电子技术有限公司https://www.wendangku.net/doc/875425134.html,

DSP的以太网接口设计

TMS320C54x DSP的以太网接口设计 摘要：介绍以太网控制器RTL8019AS的主要性能特点、引脚功能及寄存器，给出了利用RTL8019AS实现TM S320C54x DSP与以太网互连的接口电路，接口方式为跳线模式。通过该接口可实现DSP与DSP或DSP与P C机间的网络互连。 关键词：以太网 DSP 接口 网络变压器 脉冲变压器 YL18-1005D YL18-1001D 以太网产品供应商多、用户组网方便、费用低。以太网是当今最受欢迎的局域网之一，而数字信号处理器（DSP）正加速进入嵌入式应用领域，如何将DSP与以太网连接起来，实现DSP与DSP或DSP与计算机间的网络互连显得非常重要。目前还未见到自带以太网接口的DSP，本文介绍以太网控制器RTL8019AS的主要特点、性能及操作方法，并给出TMS320C54x DSP[1]（以下简称C5402）通过RTL8019AS与以太网互连的接 口方法。 1 RTL8019AS介绍 RTL8019AS[2]是台湾readlted公司生产的以太网控制器，支持IEEE802.3；支持8位或16位数据总线；内置16KB的SRAM，用于收发缓冲；全双工，收发同时达到10Mbps；支持10Base5、10Base2、10BaseT,并能自动检测所连接的介质，在ISA总线网卡中占有相当比例。RTL8019AS与主机有3种接口模式，即跳线模式、PnP模式和RT模式。本文主要介绍便于DSP应用的跳线模式，因此下面主要介绍与跳线模式有 关的引脚、寄存器及操作。 1.1 引脚介绍 RTL8019AS可提供100脚的TQFP封装，其引脚可分为电源及时钟引脚、网络介质接口引脚、自举ROM及初始化EEPROM接口引脚、主处理器接口引脚、输出指示及工作方式配置引脚。由于本文主要讨论非PC环境下的以太网接口，该接口不必具有即插即用功能（PnP）和远程自举加载功能，因此不介绍RTL8019AS与自举ROM、初始化EEPROM接口的引脚。其余各部分引脚的功能如表1所示。 表1 RTL8019AS部分引脚 与网络介质接口引脚 AUI 输入 用于外部MAU检测 CD+，CD- 输入 AUI冲突，接收来自MAU的冲突 Rx+,Rx- 输入 AUI接收，接收MAU的输入信号 Rx+,Tx- 输出 AUI发送，往MAU的输出信号 TPRx,TPRx- 输入 从双绞线接收的差分输入信号

以太网通信接口电路设计规范

深圳市XXXX公司技术规范 以太网通信接口电路设计规范 2000-02-28发布 2000-02-28实施 深圳市 XXXX 公司发布 1

本技术规范根据IEEE 802.3标准和XX公司在以太网通信接口电路设计的技术经验编制而成。 本规范于2000年02 月28日首次发布。 本规范起草单位：硬件工程室 本规范主要起草人： 在规范的起草过程中，在此，表示感谢！ 本规范批准人： 本规范修改记录： 2

目 录 58 7.2.1：物理编解码子层（PCS ） (57) 7.2：物理层接口（PHY） (51) 7.1.1：1000BASE-X 物理层芯片的寄存器分析 (48) 7.1：适用标准 (48) 7、1000M以太网（单口）接口电路设计规范.....................................426.4.3：10/100M 接口芯片GD 82559ER 的使用范例.. (41) 6.4.2：10M 芯片AM79C961使用范例 (40) 6.4.1：DEC21140使用规范 (40) 6.4：单口MAC 层芯片的使用范例 (39) 6.3：单口 MAC 层芯片的模块和接口 (37) 6.2：以太网 MAC 层的技术标准 (37) 6.1：单口MAC 层芯片简介 (37) 6、以太网MAC层接口电路设计规范 (34) 5.4.2.2：LU3XFTR 芯片分析 (33) 5.4.2.1：BCM5208芯片分析 (33) 5.4.2：典型多口物理层器件分析。 (32) 5.4.1：多口物理层器件的介绍 (32) 5.4：多口物理层器件分析 (25) 5.3.1：100M 物理层接口芯片LXT970A 应用规范 (25) 5.3：典型物理层器件分析 (24) 5.2.6：100M物理层芯片的接口信号管脚 (22) 5.2.5.4： 自协商功能的寄存器控制 (19) 5.2.5.3： 自协商技术中的信息编码 (18) 5.2.5.2： 自协商技术的功能规范 (18) 5.2.5.1： 自商技术概述 (18) 5.2.5：100M 物理层芯片的自协商技术 (16) 5.2.4：100M 物理层芯片的寄存器分析 (15) 5.2.3：100M 物理层数据的发送和接收过程 (14) 5.2.2：100M 物理层芯片的分层模型 (14) 5.2.1：100M 物理层芯片和10M 物理层芯片的不同 (14) 5.2：100M物理层芯片特点 (12) 5.1.4.2：LXT905使用规范 (11) 5.1.4.1：MC68160使用规范 (10) 5.1.4：10M 物理层芯片设计范例 (10) 5.1.3：10M 物理层芯片的发展 (9) 5.1.2：10M 物理层芯片的接口 (9) 5.1.1：10M 物理层芯片的分层模型 (9) 5.1：10M物理层芯片特点 (9) 5、以太网物理层电路设计规范 (7) 4.2：IEEE802协议族 (7) 4.1：以太网的技术标准 (7) 4、引用标准和参考资料 (6) 3.2：缩略语和英文名词解释 (5) 3.1：以太网名词范围定义 (5) 3、定义 (5) 2、范围 (5) 1、目的 (3)

(焊接过程)特殊过程确认记录表

特殊过程确认记录表 特殊过程名称：焊接过程所在部门：生广车间确认项目确认结果 1.从业人员是否经过培训合格见附件一和资格证. 2.如需使用设备的名称，该设备 是否符合要求 进行维护点检. 3.作业指导书名称，该作业指导 书是否符合要求 见＜焊接作业指导书＞ 4.该过程需要的记录是否合理 （如有记录，写明记录名称） 设备点检记录 确认结论： ■该特殊过程具备达到质量要求的能力，确认合格。 □该特殊过程在以下方面确认不合格： 确认人：确认日期：2011.12.10如确认不合格，经过整改后再次确认的结论： 确认人：确认日期： 再次确认记录 2011年确认结论： ■确认合格。 □需要整改后重新确认。 □重新确认合格。 确认人：日期：2011.12.102012年确认结论： 确认合格。 □需要整改后重新确认。□重新确认合格。 确认人：日期：

附件一 培训记录 培训时间：2011.12.10 培训地点：本公司培训教师: 参加培训人员：车间全员（包括维修员、调机员） 培训内容： 1、焊接的安全作业 2、焊接品的接收标准 3、异常处理

培训效果评价： 通过与部分学员面谈交流、讨论、大家已对本公司的焊接安全作业，焊接工艺条件已掌握，对生产产品品质要求也掌握，能独立自检工作，对部门应控制的过程，应作的和保存的记录，记录保存的期限已基本掌握和活楚。并且知道自己在岗位上的职责完成的优劣。经过口述+提问和实际操作的考核全部合格。 对任课老师的讲授感到满意，深入浅出，结合本公司的生产实际，易丁理解和掌握。 达到了预期的效果。 评价人： 焊接工上岗考核试卷 姓名：得分： 问答题：第5和9题每题各15分，其他每题10分. 一、焊接机在开机之前要检查哪些事项？ 二、如何对机器进行清理？ 三、操作过程中要注意哪些安全事项？ 四、如何对不同的广品进行标识别? 五、怎么判断产品是符合客户要求的？你在操作的过程中多如何去做了?

电路板的焊接过程验证方案

电路板的焊接过程验证方案 文件编号： 方案起草：日期：方案审核：日期：方案批准：日期：

1.验证目的： 检查并确认电路板焊接的参数及焊接的工艺，以确保产品能在正确的生产工艺下生产。 2.验证范围： 适用于妇科射频治疗仪各电路板焊接或整机装配过程中的焊接。 3.职责： 4.程序： 4.1安装鉴定：对焊接设备进行安装调试，符合设备基本性能要求，制定设备操作保养规程并在运行过程中按要求操作及保养。对设备控制参数（温度、时间、功率）进行检查并形成记录（见附表1） 4.2运行鉴定和性能鉴定 4.2.1焊接条件的设定及焊接性能试验： 影响电路板焊接效果的主要参数有焊接的温度、焊接的时间和选择焊接的功率。三者对焊接的效果和质量有很大影响，如：当焊接的功率越大时，焊接的时间则越短；同样对焊接的温度也有影响。根据经验，将焊接的功率进行确定，每次机器运行前检查确认，根据焊接材料的特性及以往经验初步确定以下参数范围进行试验：

4.2.2按设定的参数范围及焊接条件进行试产。并通过半成品外观检查及焊接性能测试。 4.2.3焊接性能试验： 我公司焊接的电路板有主控板、电源板、射频板、显示板和振荡板。取需要焊接的主控板、电源板、射频板、显示板和振荡板共9块，并准备相应的焊接材料（电子元件、焊锡、助焊剂）。将各电路板进行分组编号，共9 组，分别对焊接的时间和温度进行参数设定，如下表： 4.2.4检查项目： A：外观：用放大镜进行目测，检查是否存在下列缺陷： 1.钎料应完全覆盖焊盘及引线的钎焊部位，接触角最好不小于20°，通常以 45°为标准，最大不超过60°。 2.焊点外观钎料流动性好，表面完整且平滑光亮，无针孔、砂粒、裂纹、桥连 和拉尖等微小缺陷。 3.电路板：应无变色、无焊点翘起或脱落。 4.元器件：应无变色、变形、破裂。 结果记录见附件2. B：焊点电气检测试验：取焊接完成的主控板、电源板、射频板、显示板和振荡

网络接口(RJ45)布线设计简要说明

网络接口（RJ45）布线设计简要说明 在嵌入式工控系统中，常用的是10Mbps/100Mbps网络接口。但是由于CPU 快速的发展，1000Mbps网络也开始在嵌入式系统中使用。它们的通讯频率都是100BASE-TX标准：125MHz。英创公司的ESM6802嵌入式主板，可以提供1000Mbps网络接口，符合1000BASE-T（IEEE802.3ab）标准。 对于10Mbps/100Mbps兼容网络，有2对差分信号线，TX（TX+、TX-）和RX（RX+、RX-），信号TX与RX是相互独立的信号线。 对于英创公司提供的1000Mbps网络，可以向下兼容10Mbps/100Mbps网络，使用4对差分信号线，数据传输时，会使用全部4对差分信号线。所以对于PCB 走线，要求更高。 然而不少的客户在对以太网端口进行布线设计时，并没有按照以太网信号的差分、阻抗要求进行设计，或者没有考虑网络端口的ESD相关问题，最终导致一部份设备会出现无法预期的异常，或出现损坏率很高的情况。 这篇文章会基于英创公司的嵌入式工控主板接口，简单描述网络接口设计时需要注意的地方，以提高产品的稳定与可靠性。 1、网络信号走线要求 同于网络通讯常用的UTP CAT5e网线，在1Mhz-100Mhz频率下，为100欧阻抗，所以为了得到更好的信号传输特性，PCB板上的每对差分信号线也需要设计/生产为100欧阻抗。例如，在ESMARC EVB V5.0中，每对网络差分信号线的线宽为7mil，线距为8mil，在PCB加工生产说明文档/邮件中，就提出阻抗要求：(线宽-线距-线宽)7mil-8mil-7mil，阻抗100欧。一般情况下，PCB厂家会根据你的要求，重新调整铜皮，使信号线的阻抗在要求值的+/-10以内，即可满足要求。

RJ45以太网接口EMC设计方案

电磁兼容设计平台（EDP）应用案例——以太网口 以太网接口EMC 设计方案 一、接口概述 RJ45 以太网接口是目前应用最广泛的通讯设备接口，以太网口的电磁兼容性能关系到通讯设备的稳定运行。赛盛技术应用电磁兼容设计平台（EDP）软件从接口原理图、结构设 计，线缆设计三个方面来设计以太网口的EMC 设计方案。 二、接口电路原理图的EMC设计 本方案由电磁兼容设计平台（EDP）软件自动生成 百兆以太网接口2KV 防雷滤波设计 图 1百兆以太网接口2KV 防雷滤波设计 接口电路设计概述： 本方案从 EMC 原理上，进行了相关的抑制干扰和抗敏感度的设计；从设计层次解决 EMC 问题； 同时此电路兼容了百兆以太网接口防雷设计。 本防雷电路设计可通过 IEC61000-4-5 或 GB17626.5 标准，共模 2KV，差摸 1KV 的非屏蔽平衡信号的接口防雷测试。 电路 EMC 设计说明： （1） 电路滤波设计要点： 为了抑制 RJ45接口通过电缆带出的共模干扰，建议设计过程中将常规网络变压器改为接口带有共模抑制作用的网络变压器，此种变压器示意图如下。

电磁兼容设计平台（EDP）应用案例——以太网口 图 2带有共模抑制作用的网络变压器 RJ45接口的 NC空余针脚一定要采用 BOB-smith 电路设计，以达到信号阻抗匹配，抑制对外干扰的作用，经过测试， BOB-smith 电路能有 10 个 dB 左右的抑制干扰的效果。 网络变压器虽然带有隔离作用，但是由于变压器初次级线圈之间存在着几个pF 的分布电容；为了提升变压器的隔离作用，建议在变压器的次级电路上增加对地滤波电容，如电路图上 C4-C7，此电容取值5Pf~10pF。 在变压器驱动电源电路上，增加LC 型滤波，抑制电源系统带来的干扰，如电路图上 L1、 C1、 C2、C3， L1 采用磁珠，典型值为600Ω/100MHz ，电容取值0.01 μ F~0.1。μF 百兆以太网的设计中，如果在不影响通讯质量的情况，适当减低网络驱动电压电平，对于 EMC 干扰抑制会有一定的帮助；也可以在变压器次级的发送端和接收端差分线上串加 10Ω的电阻来抑制干扰。 （2） 电路防雷设计要点： 为了达到IEC61000-4-5 或 GB17626.5 标准，共模2KV，差摸 1KV 的防雷测试要求，成本最低的设计方案就是变压器初级中心抽头通过防雷器件接地，电路图上的D1 可以选择成 本较低的半导体放电管，但是要注意“防护器件标称电压要求大于等于6V；防护器件峰值 电流要求大于等于 50A；防护器件峰值功率要求大于等于 300 W 。注意选择半导体放电管，要注意 器件“断态电压、维持电流”均要大于电路工作电压和工作电流。 根据测试标准要求，对于非屏蔽的平衡信号，不要求强制性进行差模测试，所以对于差模1KV 以内的防护要求，可以通过变压器自身绕阻来防护能量冲击，不需要增加差模防 护器件。 接口电路设计备注： 如果设备为金属外壳，同时单板可以独立的划分出接口地，那么金属外壳与接口地直接电气连接，且单板地与接口地通过1000pF 电容相连。