吴文慧，文 发，尹 君，王贤兵，陈 冬

（中车株洲电力机车研究所有限公司，湖南 株洲 412001）

0 引言

随着中国高铁的飞速发展以及IEC 61375-3-4[1]、IEC 61375-2-5[2]等列车以太网相关标准的相继发布，列车以太网在列车网络控制系统中得到了广泛的应用[3-4]。高可靠性的车载以太网通信物理层电路对于保障列车网络控制系统的正常运行至关重要，但轨道交通列车上恶劣的应用环境容易造成丢包、通信中断等以太网通信故障。目前国内外技术人员对列车以太网通信技术的研究主要集中在列车网络系统的控制策略[5-6]、仿真技术[7]和自动测试技术[8]等方面，而对列车以太网通信物理层电路的研究还很少。

以太网物理层电路主要包括媒体访问控制（media access control，MAC）与物理层（physical layer，PHY）的接口、PHY芯片、防护与阻抗匹配电路以及网口连接器。本文在对以太网物理层各种芯片深入研究的基础上，从PHY芯片电路设计、不同xMII接口的应用、网口的EMC防护设计、M12连接器选型、PCB设计和影响物理层一致性测试的因素共6个方面进行研究，设计了一套适合轨道交通车载领域应用的以太网物理层电路。在复兴号电力动车组上的工程应用表明，所设计的以太网物理层电路能够在严苛的EMC、振动等应用环境下稳定、可靠地运行。

1 PHY芯片滤波与阻抗匹配

PHY芯片承担着以太网物理层数据的收发和数模转换等重要功能。PHY芯片在发送通道上的主要作用是接收、处理MAC发送的数据并按照物理层的编码规则对数据编码，再变为模拟信号输出到以太网线缆上，以实现CSMA/CD（多点接入载波监听/冲突检测）的部分功能。……