Схема - пожалуйста, объясните мне использование этих конденсатора и катушки индуктивности

L3 и C33

В дополнение к приведенным выше ответам обратите внимание, что ваша схема показывает индуктивность 10 мкГн, что почти наверняка неверно. Как уже отмечали другие, L3 должен быть ферритовым шариком. Они описываются их сопротивлением на определенной частоте, а не их индуктивностью.

Обычно они имеют почти нулевое сопротивление постоянному току, но высокое сопротивление на выбранной частоте. В техническом описании не содержится рекомендаций, но схема, скорее всего, будет работать с резистором с нулевым сопротивлением, если вы не пытаетесь пройти тесты на радиочастотное излучение. Если вы хотите установить феррит, я бы предположил, что он должен иметь максимальный импеданс на частоте 10 МГц (чтобы ограничить передачу сигнала Ethernet обратно на шину 3,3 В).

C33 делает наоборот. Он блокирует протекание постоянного тока в землю, но пропускает переменный ток. Чем выше частота, тем ниже импеданс. Нет хорошего способа выбрать значение C33, но в таблице данных указано 0,1 мкФ. На частоте 10 МГц я хотел бы, чтобы это было меньше импеданса феррита, по крайней мере, в 10 раз, что должно быть легко достижимо.

ENC28J60 PHY работает в токовом режиме, пропуская ток через центральный ответвитель на два выводных контакта tpout. Втягивая больше в один, чем в другой, он создает дифференциальное напряжение. Средний ток обычно составляет 40 мА.

Ваш феррит должен пропускать этот ток, поэтому для феррита рекомендуется номинал 80 мА.

Некоторые другие конструкции PHY работают в режиме напряжения, и у них другие требования к интерфейсу с магнитами. Схемы не взаимозаменяемы! Будьте осторожны при гуглении!

ЕС4

В микросхеме есть регулятор напряжения. Он выдает 2,5 В, необходимые для аналоговых секций PHY.

10 мкФ — конденсатор фильтра, стабилизирующий контур управления регулятора. Контур управления — это схема, которая изменяет сопротивление проходного транзистора регулятора, чтобы поддерживать выходное напряжение на уровне 2,5 В. Когда напряжение падает, петля уменьшает сопротивление, чтобы повысить его, и наоборот. В установившемся режиме сопротивление не меняется. Когда нагрузка быстро меняется (обычно во время передачи), контур управления пытается отреагировать, но не может угнаться за ней. Если переходные процессы происходят слишком быстро, петля может стать нестабильной и начать колебаться так, что выходное напряжение будет быстро колебаться между более высоким и более низким напряжением.

Вот где EC4 вступает в игру. Он отфильтровывает быстрые переходные процессы в нагрузке и «скрывает» их от контура управления. Разработчики микросхем рекомендуют минимум 1 мкФ, а в идеале 10 мкФ. Обратите внимание, что ESR так же важен для стабильности контура, как и емкость. Таким образом, низкое ESR 1 мкФ может легко работать лучше в этой схеме, чем высокое ESR 10 мкФ.

Вероятно, вам следует использовать электролит, как это предлагается в техническом описании, даже несмотря на то, что керамические конденсаторы доступны в 10 мкФ. Это потому, что керамические колпачки имеют сверхнизкое ESR, и иногда контур управления стабилен только при некотором ESR ... Ничто не бывает легким!

С30

Он выполняет ту же функцию, что и EC4, но в этой конфигурации они называются развязывающими или байпасными крышками.

Цель состоит в том, чтобы просто шунтировать индуктивность шин питания.

Если бы у вас был идеальный источник питания с нулевой индуктивностью между регулятором 3.3 и выводом VDD, а также обратно через вывод VSS и вывод заземления регулятора, вам не понадобился бы колпачок байпаса.

Реальность такова, что это невозможно.

Когда чип использует ток, он делает это быстрыми импульсами при переключении различных вентилей и выходов.

Индуктивность шин питания сопротивляется этим импульсам, поэтому напряжение на VDD/VSS колеблется вверх и вниз.

В крайних случаях это колебание может привести к ненадежной работе микросхемы из-за повышенного или пониженного напряжения.

Байпасный колпачок устраняет раскачивание. Когда микросхема увеличивает потребляемый ток, крышка разряжается, чтобы обеспечить этот ток, в то время как индуктивность шины питания сопротивляется изменению тока. Точно так же, когда микросхема снижает потребляемый ток, байпас заряжается, поглощая ток, который продолжает течь, в то время как индуктивность шины реагирует на снижение нагрузки.

Можно было бы приложить немало усилий, чтобы рассчитать требуемый байпас, исходя из дизайна печатной платы, схемы потребления тока микросхемы и т. д. В реальности мы используем то, что указано в даташите.

В данном случае это керамика 0,1 мкФ для всех пар питание/земля. Не поддавайтесь искушению изменить эти значения без уважительной причины. Больше не лучше.

Удачи

Ваш пример представляет собой интерфейс Ethernet, в котором подключение к магнетизму напрямую не показано. Но входная пара TPIN и выходная пара TPOUT подключены к трансформаторам («магнетикам Ethernet»), которые отправляют или принимают импульсы по кабелю витой пары к другим устройствам Ethernet.

Техническое описание ENC28J60 ( курсивом указаны ссылки на техническое описание )

На практике, особенно для такой схемы, большинство разработчиков будут довольно точно следовать образцу схемы из таблицы данных:

Спецификация стр. 7

Ваш C30 - это развязывающий конденсатор для поддержания чистоты источника питания. Фактически на этом чипе имеется пять пар V _DD и V _SS для различных подсистем, и в техническом описании рекомендуется керамический конденсатор емкостью 0,1 мкФ на пару ( раздел 2.4 ). Думайте об этом как о непосредственном локальном резервуаре энергии для случаев, когда микросхема имеет очень небольшое, очень короткое увеличение потребляемой мощности, т. е. каждый раз, когда она изменяет какой-либо сигнал. Смотрите этот ответ для получения дополнительной информации об этом.

Ваш EC4 является частью внутреннего стабилизатора на 2,5 В ( раздел 2.4 ) и находится вне микросхемы, поскольку имеет относительно большое значение: обычно 10 мкФ, минимум 1 мкФ ( таблица 1.1 ). Сигнал Ethernet создается путем подачи 2,5 В от TPOUT+ и TPOUT- и дифференциального изменения потребляемого тока. Это создает всплески, которые проходят через верхний трансформатор эталонной диаграммы. Думайте об этом как о резервуаре, из которого отправляются сигналы Ethernet. См. этот ответ о том, как работает входной конденсатор регулятора.

Ваши L3 и C33 предназначены для снижения электромагнитных помех, как показано на диаграмме оконечной нагрузки и внешних соединений в техническом описании. Они помогают уменьшить помехи, создавая фильтр нижних частот, который поглощает радиочастоты. L3 представляет собой ферритовую бусину с высоким сопротивлением. Я могу сказать вам по опыту, что схема будет прекрасно работать и без них, но я не измерял шум. Помните, что пара TPOUT может быть подключена (через магнетизм Ethernet) к довольно длинному проводу, который может работать как эффективная антенна. Во многих странах (но особенно в Соединенных Штатах, где был разработан Ethernet) действуют законы, запрещающие создание чрезмерных помех.

Наблюдения : в вашей примерной схеме отсутствуют некоторые развязывающие конденсаторы (если только они не находятся в другой части схемы); вполне обоснованно используются резисторы Е24 номиналами 51R и 2K4 вместо 49R9 и 2K32; по неизвестной причине, возможно, из-за стоимости или места на плате, он использует 0,01 мкФ, тогда как в техническом описании рекомендуется 0,1 мкФ.

Потому что в техпаспорте так написано на странице 7.

Для C30 в тексте на странице 7 справа вы найдете:

Каждая пара контактов VDD и VSS должна иметь керамический блокировочный конденсатор емкостью 0,1 мкФ (на схеме не показан).

Для C33 и L3, взгляд на схему говорит нам, что это показано с дополнительными замечаниями:

(Обратите внимание, что L3 — это не катушка индуктивности, а феритовая шайба!)

Эти компоненты устанавливаются для снижения электромагнитных помех.

Ферритовый шарик должен быть рассчитан не менее чем на 80 мА.

Для EC4 в техническом описании указан конденсатор 10 мкФ на схеме, но подойдет и больший. Возможно лучше в шумной обстановке.

С30 - развязывающий конденсатор. Это уменьшило колебания, вызванные напряжением питания. L3 и C33 также используются для уменьшения отклонений в контроле путем формирования конденсатора нижних частот.