Layout之RJ45到网络变压器下面的那块地

对于网口电路中，网络变压器和RJ45连接器之间的那块地的处理，我们经常听到的是这段区域除了差分线，其他层要完全净空，差分要尽量短，不用控制阻抗，线宽要做到10mil以上。

PCB设计如下:

图一 所有层挖空的例子

可是真正出来之后发现，好像各家对这一段的处理不尽相同。有像我一样，挖空不控阻抗的，也有铺地控阻抗的，但铺的地也五花八门。有EGND（机壳地）、有PGND（独立地），更有甚者直接和DGND（信号地）铺到一起的。

图二 有参考地的例子（这里参考了EGND）

第一、要不要铺地。第二、如果铺地，这块地怎么铺。

挖空派："这一截下面得删掉，全挖了。不挖干净，静电浪涌顺着地就跑进去了，烧芯片都不带商量的。"铺地派："不能挖，必须给块完整的地。不然千兆网回波损耗那一项过不了，到时候掉包掉的你查都查不出来。"两边都是实践出来的经验，说不上对与错，只是侧重点本就不一样。谁都在各自那个场景里吃过亏，所以都有自己特别强调的一面。

选挖空，图的是皮实

在很多工业单板、户外摄像头上最为常见。那他们背后的逻辑可不是抠信号质量，是保命。场景大概这样：网线一旦拉出室外，就相当于一根感应雷的天线。这时候进板子的能量不是小打小闹的静电，是实打实的浪涌，可能大到上百伏。在有铜皮时，能量会找薄弱的边缘爬，容易在隔离带缝隙打火，严重可能直接把 PCB 烧碳化。而挖空时，底下是 FR4 环氧板，它的耐压值很高。能量看前面是死路，只能去硬扛变压器的隔离电压，只要变压器扛得住，后端就没事。这种做法可能牺牲了一点信号，换来的是整个板子在恶劣环境下的生存能力。所谓好死不如赖活着！

留铺地，图的是质量

主张保留独立 PGND 参考平面的，常见于机房设备——交换机、服务器这些。环境比户外摄像机好太多了。板子所处环境常年恒温恒湿，接地良好，浪涌不是它的主要矛盾。真正让工程师头疼的是误码率和回波损耗，尤其现在网速越来越快，对于千兆以太网，这一段差分线需要 100Ω 的阻抗控制。但我觉得更关键的是回流路径，如果挖空，差分线下方没了参考，阻抗直接飞了。高频信号走到这，反射严重，眼图张不开——测试的时候数据不好看，客户那边可能就要找你。保留完整地，信号回流路径最短，阻抗连续，收发芯片的压力小很多。这个派别的核心诉求是保持信号干净，别给自己埋坑。

具体怎么选，看这几个条件两边的道理都通，落到自己板子上，看这几点，但也得结合经验。

第一，看网线出不出户出户：哪怕是从这栋楼拉到那栋楼的飞线，都建议偏向挖空派。室外的变数太多了。柜内：交换机连服务器，跳线一米长，偏向控阻抗派。环境可控，信号优先。

第二，看设备接不接大地有真大地（三插电源、金属机壳）：可以把这块地做成独立的 PGND，再通过电容或 气体放电管（GDT） 接到外壳地，这是兼顾防护和信号的理想方案。浮地（两插适配器、塑料壳）：没有泄放通道，留铜皮反而容易让共模干扰在板子内部乱窜。这时候挖空反而更干净——虽然理论上牺牲了信号，但实测有时候比不挖还稳。

第三，看传输速率百兆 / 千兆：挖空带来的信号劣化，一般还在芯片容限内。2.5G / 5G / 10G 以上：尽量别挖。这种速率下信号裕量本来就不多，阻抗不连续就是给自己找麻烦。但也有例外，如果你防护压力特别大，可能还得考虑牺牲一点信号。总之，这块地的处理，说到底是个看人下菜碟的活，没有标准答案。别死背规则，先看看自己的板子将来要蹲在什么环境里。想清楚了防护和信号哪个优先级更高，自然知道那一块铜皮是该留还是该删。

二、如果铺地，这块地该怎么铺

采用独立 PGND，通过安规电容接机壳地。这是兼顾信号完整性与浪涌防护的工程最优解。完整的电流泄放路径是：中心抽头→Bob-Smith 电路→PGND→安规电容→机壳地

图三 原理图设计

在 PCB 上的具体实现步骤如下：

1.划分独立 PGND 平面：在变压器线缆侧下方，划分出一块独立的铜皮，命名为 PGND。这块铜皮与后级的系统数字地 DGND 之间，用宽度不小于 80mil 的隔离槽彻底隔断。

2.连接变压器和中心抽头：变压器线缆侧的中心抽头，通过 75Ω 电阻和高压电容C_BS（1000pF/2kV）串联之后，再接入这块 PGND 铜皮。注意，75Ω 和 C_BS 之间的中间节点不需要大面积铺铜，同PIN宽走线连接即可。

3.放置安规电容：在 PGND 铜皮的边缘，靠近机壳接地点（如螺丝孔或 RJ45 金属外壳接地引脚）的位置，放置一颗安规电容（Y2 等级，1nF/250VAC）。电容一端接 PGND，另一端接机壳地。

4.差分线参考 PGND：RJ45 到变压器之间的差分线，正下方以这块 PGND 铜皮作为参考平面，按100Ω差分阻抗规则走线。

这套架构的逻辑是：对信号：差分线有完整、连续的参考平面，阻抗可控，回流路径最短。对浪涌：共模浪涌电流从中心抽头进入，依次流过 C_BS 和 C_GND 两颗串联电容，最终泄放到机壳大地，全程不经过系统数字地 DGND。

图四 PCB设计图