Marin说PCB之关于1000 BASE-T1--ESD的处理知多少？

? ? ?对于板子上的ESD器件想必大家做硬件或者是layout应该的不陌生吧，我们几乎遇到大部分板子上面的接口部分都会添加这个ESD器件，例如那些USB,MIPI接口，百兆/千兆-T1以太网连接器等。

其中T1连接器用的是罗森博格家的，在这个链路中有一个器件我们今天来主要分析一下，是的，你没有猜错，就是讲解ESD器件的布局布线对整个千兆T1链路造成的影响，下次我们有空再说CMC（共模电感的影响）。当然了，这次我们还是依旧借用CST仿真软件去看下ESD器件到底应该如何处理比较好？

各位帖子们，都坐好了，小编我准备发功了。

1，首先和往常的仿真分析一样，先把板子的层叠设置好：

2，1000-BASE-T1 Circuit的搭建，尤其要注意的是：共模电感的连接需要特别注意一下PIN序别搞错了，这个我的乌克兰同事当初教我仿真的时候经常提醒我这个。

一般对于1000 BASE-T1接口来说。我们需要仿真观察的两点：1000 BASE-T1 MDI Conversion Loss和Return Loss

A,其中1000 BASE-T1 MDI Conversion Loss限值曲线如下图所示：

B,1000-BASE-T1 Differential Return Loss限值曲线如下图所示：

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3, 1000-BASE-T1 Differential Return Loss：仿真结果如下所示

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4，1000-BASE-T1 Differential to Common Mode Conversion Loss：仿真结果如下所示

这个是正常的带有ESD器件的仿真结果图，小编我也做了一个对比的case。把ESD在软件上空贴，不带入其S参数模型进行仿真比对一下：

A, 其中1000-BASE-T1 Differential Return Loss：如下所示

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B, 1000-BASE-T1 Differential to Common Mode Conversion Loss：如下所示

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从上面的仿真结果可以得知：整体来说ESD管对整个线路的影响还是有的，其影响主要是体现在1000-BASE-T1 的RL上，从上图我们可以得知1000-BASE-T1 Differential to Common Mode Conversion Loss损耗在600MHz以后才有差别，在前面几乎一致的。So,我们在千兆T1以太网电路设计中对这个ESD的使用我们还是需要注意一下的，尤其是器件的选型上。若是您对ESD器件（或者是TVS管）的选型和一些原理上的东西比较感兴趣话，推荐您看一篇小编我的乌克兰同事大胡子写的文章，他的文章对这个ESD讲解的很透彻的。

?原文连接如下：如何正确选择ESD保护二极管

当然了也有一部分“所谓的硬件圈里的大神”们会经常质疑小编我说你不就是一个破画图的，你搞的仿真结果准确嘛？是的，当我们刚刚迈入一个新的行业的时候，我们一般都是被认为是一个行业的小白或者是菜鸡，人家这样看你也是很正常的现象，你唯一能做的就是默默的成长起来，不断地汲取新的知识丰富自己的能力，熬过去那段艰难的时光就可以了，那就是到达了武学中所谓的神游玄境了。（我们硬件设计师心中的那种资深全能专家级别的）小编我目前还处在逍遥天境，离那所谓的神游玄境差的很远呢，学习也是需要一步步来的，这个是急不得的，要慢慢积累经验和学习总结，小编我相信总有到那天步入神游玄境的时候的。

虽然仿真做好了，也是需要实际测试来验证你的仿真结果的。小编我也找了测试的同事吴亦凡同学问了一下如何测试这个。然后我自己就动手搭建了这个测试环境，也是废了小编我8成内力才勉强搭建好，看来还是闻道有先后，还术业有专攻啊。如下所示：

实测的结果也是做了不同的case对比了一下，如下所示

实测数据去掉esd 管改善就2个db左右，仿真的数据是改善10个db左右。当然我们在搭建的环境中，由于你的夹具的稳定性不够，我们也不可能保证前后两次拔插测出来的数据就完全一模一样。不过我也咨询过乌克兰的仿真同事大胡子，他说你的ESD这个点10db的改善可能多少有点偏大了，正常也就是3-4db左右吧，因为我们代入到仿真模型的ESD器件的S参数可能有一些问题，我们也可以使用等效电路图去替代这个S参数的模型。虽然说这个仿真数据上改善的有点过多，但是整体趋势还是可以说明一个问题的，就是我们在1000-BASE-T1接口处ESD的使用的时候还是需要注意一下的：

A,布局上尽量靠近接口摆放。

B，布线上阻抗做好匹配处理，在ESD焊盘上做掏空相邻层处理，至于是一层还是两层要具体板子的具体分析了。

C,ESD上面的GND信号就近下孔，不要拉出一段很远的走线再去打孔到GND平面上了。能够有空间也可以多打两个GND孔的，这个小技巧也是给我那个乌克兰同事学习到的。（原因是这样做可以减小引线带来的环路电感，让瞬态能量尽快泄放到安全地，但要拉开距离，避免互感）

D，其他的敏感信号走线不要穿这个区域，尤其是那些高速线和电源采样信号。

以上就是本期的所有内容了，我们下期文章不见不散。至于下期说什么，帖子们可以在评论区域留言。