<del id="aymay"></del> 電路板設計人員通常使用TVS二極管陣列來為以太網端口提供保護。 在許多情況下，設計人員為了保持設備的可靠性，主要針對四種主要的威脅而采取保護：雷電感應浪涌、ESD(即靜電放電)、EFT(即電氣快速瞬變)和CDE(即電纜放電事件)。了解這些事件的性質和“方向性”，將有助于指導設計人員如何最好地對以太網端口進行保護、更重要的是，器件的引腳連接將如何影響系統的性能。 后面提到的信息會參考到圖1，以更好地說明一些要點。
圖1:使用TVS二極管陣列為以太網介面提供二階段式防雷保護。
雷電感應浪涌
根據所遵循的標準或規則，雷擊浪涌可以是差?；蚴蔷哂胁煌ㄐ蔚墓材?。在差模中，測試設備的正極端子和負極端子之間連接著兩個導體或引腳(即J1和J2)，因此在RJ-45端口上進入的能量只在這兩個導體之間出現(見圖2)。該能量將在線路側的保護器件(這里顯示的是Littelfuse的SP03系列硅保護陣列)上消散，但部分能量也會傳遞到變壓器，在變壓器的驅動端上、或如這個例子所示的Tx+和Tx-數據線之間造成差模事件。
對于共模測試，個別導體或數據線自身將就GND進行測試。測試設備的正極端將連接到所有導體或引腳(即J1、J2、J3和J6)，負極端連接到GND(見圖2)。在這種情況下，假設線路阻抗緊密匹配，在SP03器件上消散的能量將是非常少量的。大部分的能量將通過變壓器的磁性材料而電容性耦合至變壓器的驅動端，變為以太網PHY的共模事件。
靜電放電(ESD)
評估設備的ESD抗擾性(按照IEC 61000-4-2標準)可以通過接觸或空氣放電進行。注入ESD有多種方法，但是在所有情況下，由于釋放的能量關系到GND，ESD脈沖在電路上是以共模事件出現的。
電氣快速瞬變(EFT)
檢查設備的EFT抗擾性(按照IEC 61000-4-4標準)與對共模雷擊浪涌所做的測試非常相似。在圖3所示的比較典型的配置中，所有導體(或引腳)均是電容性耦合至測試發生器的正極端，且對于GND顯示“激增”。如果數據線均衡良好，在組對之間將不會有差分能量，但是變壓器的耦合電容會再次將共模能量轉移到驅動端，即使是以較低的水平。
電纜放電事件(CDE)
CDE是一種應該與靜電放電(ESD)加以區分、并作單獨考慮的現象。雙絞電纜的特點和其環境的知識在了解CDE上起著重要的作用。頻繁變化的電纜環境還增加了在防止CDE損害上的挑戰。系統設計人員通過良好的布局做法和精心的元件選擇可以最大限度地進行CDE保護。IEE E 802.3標準規定了2250 VDC和1500 VAC的隔離電壓，以防止可能由產生自CDE事件的高電壓導致的連接器故障。為了防止在這些事件中的電弧作用，這些隔離要求適用于RJ-45連接器，以及隔離變壓器。為了防止電路板上的介電故障和火花產生，線路側印刷電路板和地面應該在走線之間有足夠的爬電距離和間隙。實驗室測試結果顯示，要承受2000V的瞬態電壓，FR4電路板跡線間距應該有至少250密爾的分隔距離。UTP電纜放電事件所產生的電壓可高達幾千伏，并具有極大的破壞性。電荷累積主要源自于兩方面：摩擦電(摩擦)效應和電磁感應效應。
圖3：以太網介面的典型EFT測試設置(僅用于快速以太網)。
在尼龍地毯上拉一條PVC包覆的CAT5 UTP電纜，會導致在電纜上的電荷積聚，從而產生這些效應。同樣，在從導線管拉出電纜或在其他網絡電纜上拖拉電纜時也會產生電荷積聚。這種電荷積聚與腳擦過地毯的類似。電荷積聚僅當電纜未連接以及電荷未能得到及時耗散時發生(即電纜的兩端都沒有插入系統)。此外，要造成實質性損害，累積的電荷還需要得到保存。新的CAT5和CAT6電纜具有非常低的介電泄漏，且傾向于長時間留存電荷。在相對濕度低的環境下，電荷留存時間會增加。當帶電的UTP電纜插入到RJ-45網絡端口時，有多種可能的放電路徑。瞬態電流經由的是最低電感路徑，這條路徑可能是在RJ-45連接器上、印刷電路板(PCB)的兩個跡線之間、變壓器中、通過鮑勃史密斯AC終端、或通過硅器件。取決于電纜的長度，累積的電荷可能是一個典型ESD模型電荷的幾百倍。
