一文讲清网络变压器、芯片和 RJ45 之间的接线
在以太网通信电路设计里，网络变压器、芯片（通常指 PHY 芯片）和 RJ45 接口之间的接线至关重要，它直接关乎网络通信的稳定性与可靠性。下面从多个关键方面为你详细解读。
一、网络变压器与芯片的连接
- 依据芯片特性连接：网络变压器与芯片的连接方式完全取决于芯片的线路组成 。不同型号的芯片，其与网络变压器连接的要求差异很大。例如，有些芯片的引脚定义、电气特性不同，对网络变压器的连接方式就有特定要求。所以，设计时必须严格参照芯片的使用说明或数据手册，这些资料会明确指出与相关网络变压器的连接方法。
- 中心抽头的连接：网络变压器的中心抽头（CT 脚）连接和芯片密切相关。这主要由 PHY 芯片 UTP 口的驱动类型决定，分为电压驱动和电流驱动。如果是电压驱动型芯片，中心抽头要连接相应电源（常见为 3.3V、2.5V、1.8V ）；电流驱动型芯片，中心抽头直接接电容到地。像常用的 PHY 芯片 LAN8720AI - CP - TR 是电压驱动型，KSZ8081RNBIA - TR 是电流驱动型，连接时务必按芯片类型正确接线，一旦接错，网口信号会不稳定，甚至无法通信。
二、网络变压器与 RJ45 接口的连接
- 标准信号连接：按照 802.3 标准，RJ45 接口的 1、2、3、6 引脚用作信号线。其中，RJ45.1 连接网络变压器的 RX+，RJ45.2 连接 RX-，RJ45.3 连接 TX+，RJ45.6 连接 TX-。不过，若芯片支持 MDI/MDIX（平行交叉自适应）功能，接线方式可以互换，即 RJ45.1 连接 TX+，RJ45.2 连接 TX-，RJ45.3 连接 RX+，RJ45.6 连接 RX- 。
- 其他引脚处理：RJ45 的 4、5、7、8 引脚一般通过 75 欧姆电阻串联 1000PF 高压电容连接，构成 BOB - Smith 电路，该电路能增强电磁兼容性，减少外界电磁干扰对网络信号的影响。
- 遵循线序标准：在百兆网络（100BASE - TX）中，常用的双绞线线序标准有 T568A 和 T568B 。T568A 线序为绿白（TX+）、绿（TX-）、橙白（RX+）、蓝、蓝白、橙（RX-）、棕白、棕；T568B 更常用，线序是橙白（TX+）、橙（TX-）、绿白（RX+）、蓝、蓝白、绿（RX-）、棕白、棕。使用时，线对 1（TX+/TX-）和线对 2（RX+/RX-）必须保持完整双绞，以降低信号干扰。
- 物理连接要求：线缆类型建议选择 Cat5e 及以上，其能支持 100MHz 带宽。根据电磁环境，可选用非屏蔽双绞线（UTP）或屏蔽双绞线（STP）。单段线缆长度不能超过 100 米，否则信号衰减会过大，影响网络通信质量。
三、整体连接的注意事项
- 电气隔离：网络变压器起到电气隔离作用，通过磁耦合隔离设备端（PHY 芯片）与外部物理线缆（RJ45），避免静电（ESD）、浪涌或其他共模干扰损坏芯片。变压器绕组间的绝缘需满足安规标准，如 2kV/1 分钟或更高的耐压要求。
- 阻抗匹配：要确保变压器绕组的阻抗与差分信号线匹配，百兆网络一般要求 100Ω 差模阻抗、1500Ω 共模阻抗，以此减少信号反射，保障信号传输质量。在网络变压器与 PHY 芯片之间的差分信号需放置一颗 49.9Ω 终端电阻，用于阻抗匹配，消除通讯电缆中的信号反射。
- PCB 布局与走线
- 布局原则：按照信号流向布局，即 RJ45→网络变压器→PHY 芯片的顺序，不能颠倒。器件布局应尽量缩短防雷管与 RJ45 之间的距离，网络变压器与 RJ45 之间走线也要尽量短 。
- 走线要求：网络变压器与 RJ45 之间、网络变压器与 PHY 芯片之间的高速差分线要严格等长处理，误差通常控制在 5mil，阻抗控制在 100Ω±10% 。次级参考平面与初级参考平面隔离，隔离带宽度 80 - 100mil，且隔离带内不能有电源和地层。网络变压器与 PHY 芯片之间的高速信号走线尽量短，最大长度 480mil。
- 其他要点：指示灯驱动线要避开差分线，有条件可用 GND 平面隔离，减少环路面积。4 个 75Ω 的电阻要就近放置，且走线粗且短。PHY 芯片的每个电源管脚需就近放置一个退耦电容，晶振也同样要就近放置。
