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[参考译文] DP83825I:带电容耦合的热插入-损坏的 PHY

Guru**** 1623435 points
Other Parts Discussed in Thread: DP83825I, TPD1E04U04, DP83825EVM, TPD4E05U06
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/interface-group/interface/f/interface-forum/943071/dp83825i-hot-insertion-with-capacitive-coupling---broken-phy

器件型号:DP83825I
主题中讨论的其他器件: TPD1E04U04DP83825EVMTPD4E05U06DP83825

您好!

在前面的文章中、我了解到 DP83825I 支持电容耦合。

系统上已经存在电容耦合的热插入情况如何?

这是我的故事:

我设计了2个嵌入式电路板、它们采用电容耦合 DP83825I 以太网 PHY (无磁性元件)、在+3V3供电。

此电路板只有一个板载6Pole 连接器、其中4个引脚用于以太网对、2个引脚用于电源、并通过 CAT5e 电缆连接在一起。

在正常操作中、一切正常、系统工作正常。

但是、在接收器板已经打开的情况下进行热插入后、非板载 DP83825I 很容易损坏。

我尝试过具有相同结果的不同板。

问题出在哪里? 我是否必须以某种方式保护 phy?

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    尊敬的 Marco:

    我不太熟悉热插入电容耦合。 您能不能向我描述一下这是什么?

    谢谢、

    Cecilia

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    您好、Cecilia、

    我绘制了系统的方框图:

    如您所见、DP83825I 是以太网总线侧的电容耦合(电路板上无磁性元件)

    主板始终处于打开和运行状态、等待将多次连接和断开的传感器板。

    对于"热插入"或"热插拔"、我的意思是传感器板可以连接到已经上电并正在运行的主板。

    我注意到 、在连接断开操作期间、传感器板上的 PHY 很容易进行调试。

    问题出在哪里?

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    尊敬的 Marco:

    在这种情况下、热插入可能会出现问题。 在这种情况下、您是否具有 ESD 二极管或 ESD 保护? 可能会有较大的电压过载、从而导致 PHY 上出现过压。

    谢谢、

    Cecilia

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    是的、我在 PHY 和电容器之间插入了4个板载 TPD1E04U04 ESD 二极管、每个以太网线路到接地各一个、

    够了吗?

    DP83825I 在 MDI 接口上看起来非常微弱。

    谢谢、

    Marco

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    尊敬的 Marco:

    在我们的 DP83825EVM 上、我们使用了 TPD4E05U06、因此我认为这应该是可以的。 我们的 MDI ESD 额定值为5kV HBM。 我必须在内部进一步审查这一点、了解为什么会发生类似的情况。

    谢谢、

    Cecilia

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    尊敬的 Marco:

    当您说 PHY 容易中断时、您的具体意思是什么? 您是指 PHY 无法再工作、还是您必须重置器件才能再次上电? 我需要有关这方面的更多详细信息。  

    此外、对于热插入、传感器板是否连接到已通电的主板、这意味着5V 和以太网端口正直接连接? 您能否确认这实际上是 POE 类型设计还是仅是电容耦合。

    您还提到 ESD 位于 PHY 侧、但您是否还在电源轨上添加了 ESD 保护?  

    谢谢、

    Cecilia

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    您好、Cecilia、

    我的 PHY 已完全损坏、无法再工作。
    我还运行 BIST 测试、唯一失败的是 AFE 级别(模拟环回激活)。 所有其他测试均正常运行。
    我在新的工作板上运行相同的测试、它们在所有级别都执行正常。

    不是、它不是具有变压器的经典 POE、而是在分离线路上具有+5V 电压的电容耦合 ETH。
    如前所述、主板已通电、连接器上始终存在+5V 电压。
    我修改了方框图、试图更加清晰。

    在电源轨上实际上没有 TVS 保护、但 PHY 由具有10uF 输入和输出电容器的+3V3 LDO 通过+5V 电源供电。
    与方框图中一样、同一电压也为微控制器供电。

    非常感谢

    此致、

    Marco

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    尊敬的 Marco:

    我仍然需要更清楚地了解您的意思、即 PHY 已损坏。 您是否意味着您不再看到 CLKOUT、MDI 信号或通过 SMI 进行的通信?  

    根据您的评论、您说它已损坏、但您仍然能够在所有环回但 AFE 正常工作的情况下运行 BIST 测试。 那么、这是否意味着您怀疑 PHY 在模拟回路 不起作用的意义上是断开的?

    谢谢、

    Cecilia

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    您好、Cecilia、

    我很抱歉有误解。 我尝试更清楚地说明。

    仅在 MDI 接口(以太网差分对)上断开 PHY。
    CLKOUT 正常、RMII 正常、SMI 正常。 PHY 逻辑正在运行。

    再也不可能在 MDI 上进行通信。 重置设备无法解决问题。

    在 MDI 信号(Rx-Tx 对)上放置示波器探头后、我再也看不到具有 MLT-3编码的典型100Base-TX 载波
    运行 BIST 测试仅在 AFE 级别失败。 所有其他测试均正常运行。

    我怀疑 AFE 在热插入(连接-断开)操作期间很容易制动。

    非常感谢、

    Marco

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    尊敬的 Marco:

    主板需要始终处于开启状态、而传感器板将热插入主板、这是否有原因? 您选择此设计的电容耦合而不是磁耦合的原因是什么?

    除了电源线和 MDI 线外、是否有任何通过连接器的连接?  

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    您好、Cecilia、

    • 主板必须始终开启、才能改善用户体验(这是一种系统规格);
    • 我们为传感器板上最小占用面积选择电容耦合;
    • 否、板上没有其他连接。

    非常感谢、

    Marco

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    尊敬的 Marco:

    主板和传感器板之间连接时所用电缆的长度是否合适?

    此外、您能否共享 ESD 二极管布局的屏幕截图?  

    再确认一下、要知道 PHY 已完全损坏、您能否将故障单元(AFE 侧损坏)移至良好的电路板、并确认您仍然没有在 MDI 侧看到信号? 我想确认这一点、然后我们才有可能继续进行故障分析。

    谢谢、

    Cecilia

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    您好、Cecilia、

    使用的电缆约为10m。

    -您能否将故障装置(AFE 侧损坏)移动到良好的电路板上、并确认您仍然没有在 MDI 侧看到信号?

    您是否打算从传感器板上拆分损坏的 PHY 并将其焊接到另一个正常工作的传感器板上、或者只是将损坏的传感器板连接到另一个正常工作的主板上?

    第一个选择并不是很简单、因为减小了物理层尺寸、并且角上有四个方形焊盘。

    非常感谢

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    你(们)好,Marco

    是的、我指的是第一个选项。 我想了解这是否可行、是为了自信地确认损坏的器件不会跟随电路板。 如果我们看到它在正常工作的传感器板上无法正常工作、那么我们确实可以得出结论、DP83825在 MDI 侧损坏、电路板上没有其他问题。