【技术分享】阻抗不对，努力白费

 

在嵌入式产品开发中，由于线路设计不合理导致的以太网通信异常屡见不鲜；其中，阻抗匹配是大家很容易忽视的一种因素。今天，我们来看一看新的解决方案。

 

 背景简介

 

ZLG致远电子专注于嵌入式核心板开发二十多年，用户基于我司核心板设计开发的产品被广泛应用于储能、智能交通、电力电子、充电桩等工业场景。在给用户提供技术支持进行样机调试的过程中，解决最多的一个问题那就是以太网通信，主要表现的现象有：无法通信、速率低、断续不稳定等等。在这诸多表象中，阻抗不匹配导致的网络通信异常是最常见的一种。那么，我们应该怎么去提前规避或者解决它呢？接下来我们将进行相关介绍。

 阻抗匹配的定义

 

阻抗匹配是指在电子电路、通信系统或电磁传输中，通过调整电路或系统中相关部件的阻抗参数，使负载阻抗与信号源（或传输线）的输出阻抗达到特定匹配关系（通常为相等或共轭相等），以实现能量（或信号）高效传输、减少信号反射损耗的技术手段。

 解决方法

 

解决主要可以从两大类去看：

1. 在交流电路中，若信号源内阻为 Zs=Rs+jXs，负载阻抗为 ZL=RL+jXL，当 ZL=Zs∗（即 RL=Rs 且 XL=−Xs）时，负载可获得最大有功功率，这是高频电路中最常用的匹配方式。

2. 在直流电路中，通常要求负载电阻等于信号源内阻（RL=Rs），此时可实现最大功率传输（忽略电抗影响）。

 

常用的实践做法有：

• PCB Layout做等长走线；
• 避免在信号线上打过孔；
• 避免信号线分叉走线；
• 避免90度走线；
• 参考平面要连续等等

通过以上规范设计，基本可以确保信号的连续、完整和一致性，从而提高通信的稳定可靠。

 

 网口方案

 

为了降低硬件开发工程师在以太网设计中的难度，ZLG致远电子自主研发了ePort系列网口模块。该模块集成度高，一个小小的RJ45座子就把信号灯、网络变压器和PHY芯片等囊括其中，大大减少了研发工程师对以太网电路的设计难度，避免多次打板，缩短项目开发周期。

在数字通信时代里，以太网接口的稳定性至关重要。通过合理的PCB Layout设计，可以有效避免信号反射和阻抗不匹配等通信问题。ZLG致远电子的自主研发的ePort系列网口模块，为硬件开发工程师提供了一个高效、可靠的以太网解决方案，大大简化了以太网接口的设计过程，助力您的产品上市速度。这么好的产品，您还在等什么呢？赶紧用起来吧！