4 Base-T1 接口的电磁兼容性

有多项标准可帮助确保连续噪声不会导致系统故障；国际电工委员会 (IEC) 61000-4 的辐射和传导噪声类型测试就是一个例子。该标准的公认标准水平表明了系统在受到噪声影响时的性能。特别是 IEC 61000-4-4 电气快速瞬变 (EFT) 测试，该测试是一项模拟电机开关相位的符合性测试。

为了通过 EFT 测试，应优化通信接口的端接以提供出色性能。可通过两种方法来端接单线对以太网接口：电容耦合或电流耦合。图 4-1 和图 4-2 显示了两个耦合选项的简化版本。

鉴于工业系统中通信线路的隔离要求，电容器的额定值必须与隔离需求一样高。例如，如果按照 IEC 62368-1 标准构建机器人，请使用 1.5kV。

在典型的 100Base-T1 实现中，仅基于元件尺寸比较基于电流和电容的耦合大小，如表 4-1 所示。

本总结未考虑数据线路供电 (PoDLSPoE) 电路的耦合；不过，将 PoDL 包括在内并不会对耦合通信部分的分析产生太大影响。PoDL 耦合的附加电路可能会改变分析结果。表 4-1 表明，使用电流耦合并不会增大所用元件的尺寸，事实上，在整个电路中，使用电流耦合会减小元件的尺寸。该分析基于 Würth Electronics 提供的元件。有关 Würth 的 SPE 元件的更多详细信息，请参阅单线对以太网。

为了比较电流耦合和电容耦合，构建了两个测试系统，以展示每个实现方案在 EMC 测试期间的性能。

在这些测试中，电流耦合的性能明显优于电容耦合。这是由于电容器失配导致的，使得此电路对噪声更加敏感。还观察到，当采用电容耦合时，以太网链路断开，而采用电流耦合时，链路保持稳定，丢失的数据包极少。

总之，德州仪器 (TI) 对电容和电流耦合进行了测试，结果表明：

• 电流去耦不易受噪声的影响。
• 与电容去耦相比，电流耦合具有更好的模式转换损耗和回波损耗性能响应，这意味着在频率范围内，电流耦合对信号的衰减较小，从而提高了信号质量和抗噪稳定性
• 电容差和寄生效应更可控，从而提高了针对工业环境进行 IEC61000-4-x 测试时的性能。

一般来说，如果在工业环境中使用 SPE，很可能需要使用电流耦合来缓解 EMC 系统测试和 IEC61000-4-x 期间观察到的电容耦合的不良性能。

初步测试结果表明，在 EMC 和 EMI 测试期间，电流耦合能够实现零误码，从而达到性能标准 A。有关这些结果的更多详细信息，请与您当地的 TI 代表联系。