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间歇性以太网故障。
首先先确定电源电路情况,测试PHY芯片工作时和通信异常时的供电电源的电压,电源电压稳定,无跌落,电平为3.3V;其次测试纹波噪声,测试结果也满足要求。电源电路影响暂可以排除。
2.原理图检查:
然后从原理图下手,检查PHY芯片的外围电路和对照处理器的引脚顺序,如图1所示,外围电路接线无误,设计符合设计规范。继续检查以太网的变压器电路,该电路也符合设计规范。原理图设计基本可以排除。样机电路测试
时钟信号测试:时钟信号幅值、频率、上升下降时间、占空比等参数均满足要求。
时序测试:数据信号和控制信号的时序裕量均满足手册要求。
数据信号波形测试:在信号测试时,发现PHY芯片的数据信号和控制信号有异常的波形。
处理器芯片的IO参数信息
从图可以看出,处理器与PHY端之间的数据信号出现信号完整性问题-反射,均存在振铃和过冲问题,且过冲的幅值已超出芯片可接受范围(芯片与处理器的以太网IO均为3.3V供电),可能会导致IO口永久性的损坏,且易产生EMI问题。
于是查看原理图设计,发现信号线和控制线上均没有串接电阻,同时PCB上单端信号线没有做等长和50Ω的阻抗,信号传输过程中感受到阻抗突变,导致信号产生反射,继而产生过冲和振铃现象。
4.以太网差分电路
差分电路的测试主要是通过物理层一致性测试,通过一致性测试评估差分信号的信号质量。本次测试的目的是为了进一步分析差分信号的设计是否满足要求。
物理层一致性测试结果为Fail,测试不通过的项主要是以太网眼图模板测试、负过冲测试、边沿对称度测试。从图8的测试结果可以看出,差分信号的幅值已经超出标准值,已经触碰到眼图模板。差分信号的幅值过大,可能是由于信号的反射导致。
变压器是串联在差分信号线上的用于隔离的器件,引脚就会产生寄生参数,也会产生阻抗突变,所以也是需要进行考虑的一个方面。于是先排除变压器的影响,通过更换一个不同型号的变压器,输出的结果并没有太大的差别。继续着手分析传输线的阻抗。
PCB的阻抗又可以从两方面进行分析。一是走线的阻抗,二是信号线上的匹配电阻。
首先从PCB走线的阻抗进行分析,以太网的差分信号是有差分100Ω阻抗要求,本次采用的是E5071C网络分析仪进行测试,处理插头故障排除。
处理插头故障排除。