Как выбрать кварц и нагрузочные конденсаторы для DP83T510E 10Base-T1L Single-Pair Ethernet PHY

Если вы хотите использовать встроенный кварцевый генератор DP83T510E, сначала рассмотрите параметры, указанные в даташите:

• 25 MHz номинальная частота
• ±50ppm общая частотная точность (Примечание: включает старение и т.д.)
• 15..20pF рекомендуемая нагрузочная ёмкость, максимум 30pF
• Максимальный ESR 150Ω, типичный 50Ω

Нет, вы не можете использовать нагрузочные конденсаторы 15pF для кварца 15pF, указанное число — это специфицированная нагрузочная ёмкость, и вам нужно вычислить корректные значения, см. ниже!

Это не очень специфичные критерии выбора, поэтому мы можем в основном выбрать кварц по цене. В этом примере мы выберем YXC X322525MOB4SI, так как он доступен как базовый компонент JLCPCB, т.е. без 3$ платы за установку, и LCSC/JLCPCB продают его всего за 0.0421€/шт @100шт. Кроме того, он доступен в достаточно маленьком корпусе 3.2x2.5мм (достаточно маленьком, чтобы не занимать много места, и достаточно большом, чтобы его было легко припаять вручную).

X322525MOB4SI имеет следующие параметры:

• 12pF специфицированная нагрузочная ёмкость
• 50Ω максимальный ESR
• Специфицированная точность (см. страницу JLCPCB) ±20ppm ±10ppm, что, я думаю, является начальной точностью и температурной точностью, поэтому их нужно сложить, чтобы получить общую точность ±30ppm, что хорошо укладывается в специфицированную точность ±50ppm DP83T510E и оставляет некоторый запас для старения.

Ещё раз: 12pF нагрузочная ёмкость не означает, что нужно использовать конденсаторы 12pF, вам нужно вычислить корректное значение, см. ниже!

Обратите внимание, что ёмкости пинов DP83T510E указаны в секции 5.5 Electrical Characteristics даташита:

• XI имеет ёмкость пина 1pF
• XO имеет ёмкость пина 1pF

Основываясь на этом, мы можем использовать Python-метод из нашего предыдущего поста Вычисление нагрузочной ёмкости кварца с помощью Python & UliEngineering для вычисления нагрузочных конденсаторов для этой конфигурации.

from UliEngineering.EngineerIO import auto_print
from UliEngineering.Electronics.Crystal import *

auto_print(load_capacitors, cload="12 pF", cpin="1 pF", cstray="2 pF")

Это выведет 19.0 pF, поэтому мы можем использовать конденсаторы 18pF для нагрузочных конденсаторов, что является ближайшим стандартным значением.

Теперь мы можем выбрать конденсатор 18pF. Другие параметры, кроме ёмкости 18pF, не особо важны, поэтому мы могли бы выбрать любой из этих двух из LCSC/JLCPCB, которые также доступны как базовые компоненты:

• Корпус 0402: 0402CG180J500NT
• Корпус 0603: CL10C180JB8NNNC

0402 меньше, но его сложнее устанавливать и паять вручную. Однако из-за немного меньшего размера он занимает меньше места на плате и обеспечивает чуть меньшую паразитную ёмкость и немного меньшую вероятность приёма помех извне или из других частей схемы. Обратите внимание, что этот эффект настолько мал, что на практике он почти не имеет значения.

Так это будет выглядеть в вашей схеме. Поскольку ESR уже довольно хорошо совпадает, нам не нужно добавлять последовательное сопротивление:

📋 Click here to copy schematic to clipboard (paste in KiCad schematic editor)