4. T1电气特性：电压摆幅、差模电压、共模范围、负载阻抗及标准规定

做硬件设计的人都知道，电气特性是PHY芯片的“底层语言”。你信号调得再好，要是跟电气参数打架，板子照样趴窝。这一节我们啃下T1电气特性最关键的四个参数：电压摆幅、差模电压、共模范围、负载阻抗。别嫌枯燥，我当年调试一块T1转接板时，就是因为没搞清楚共模范围，多花了三天查问题。

4.1 电压摆幅：T1信号的“力气”有多大

电压摆幅，说白了就是差分对正负端之间的峰峰值电压。T1 100BASE-T1标准里规定的是2.4 Vpp 典型值，最低不低于2.0 Vpp，最高不超过2.8 Vpp。当然，这数据是在100Ω差分终端的条件下测的。

为什么一定要在2.0～2.8 Vpp之间？摆幅太小，接收器的信噪比不够；摆幅太大，EMI会飙上去。汽车电子里EMI是红线，你想想看，旁边还跑着CAN、LIN、视频线呢。

✦ 实测要点

• 负载必须是精确的100Ω差分电阻，板级走线的寄生电容会吃掉高频分量
• 测量点尽量靠近PHY芯片的RX/TX引脚
• 开短路校准做完再测，否则误差能到0.3 V

4.2 差模电压 vs 共模范围：一对“互补”兄弟

这两个参数经常放在一起讲。差模电压就是咱们关心的信号，记作V_OD。T1发射器输出的V_OD一般2.2 Vpp左右。但共模范围呢？它指的是差分对两端相对地的直流电压可以跑多远。

标准规定：T1共模电压范围为+5 V ～ -5 V（相对于地）。也就是说，你的接地系统需要把两线之间的直流偏移控制在±5 V以内。哪来的5 V？长线缆的电位差、电源地的瞬态浪涌，都可能引入。

所以，我建议在设计初期就用仿真工具算一下最恶劣的共模情况。差分线对地的寄生电容也会影响共模性能，别忘了。

✦ 两者关系速查表

4.3 负载阻抗：信号完整的“地基”

T1总线要求差分终端阻抗为100 Ω ± 10%。这看起来简单，实际操作中容易出问题。单端对地阻抗呢？每根线对地推荐50 Ω。这样整个链路的差分阻抗才能保持在100 Ω。

我们做板级设计时，走线宽度、间距、层叠结构都得精打细算。举个例：四层板，信号层隔参考平面0.2 mm，100 Ω差分对需要线宽0.25 mm、间距0.25 mm（材质FR4，Er≈4.2）。

4.4 标准规定：OPEN Alliance & IEEE 802.3bw

T1电气特性出自两个主要标准：IEEE 802.3bw（也叫100BASE-T1）和OPEN Alliance TC10。IEEE管链路层和电气指标，OPEN Alliance管唤醒时序和DPA（数据包级活动检测）。

我简单列一下关键区别：

• IEEE 802.3bw：定义物理层电气参数、编码方式、PCS层级。我们上面提到的所有数字（2.4 Vpp、100 Ω等）都来自这里。
• OPEN Alliance TC10：定义了唤醒/睡眠的时序、状态机、共模电压切换方法。它的部分内容会修改802.3bw里的共模范围要求（比如唤醒阶段允许更大的共模波动）。

做产品认证时，我建议两个标准都要测。光测IEEE 802.3bw，低功耗模式可能过不了OEM的车规测试；只测OPEN Alliance，高速传输又不合格。

4.5 本章核心知识图

下面这张图总结了T1电气特性的四个维度和相互影响关系。你把它打印出来贴在工位上，每次调试时瞟一眼——心里有底。

4.6 避坑指南 & 个人经验

这些年我见过的T1电气问题，九成出在共模和阻抗上。这里写三条我曾经翻过的车：

• 共模电压没考虑线缆外部供电：一个客户用长线缆连接两个控制器，线缆里有48 V PoE，结果共模电压直接达到24 V（差分线相对地）。芯片没保护，烧了。后来加了共模变压器和TVS才解决。
• 100Ω终端电阻用了0402封装：功率只有1/16 W，做浪涌测试时直接冒烟。改成0805之后再也不担心了。
• PCB走线间距没算好：差分阻抗算出来100Ω，但实际打样回来变成115Ω。因为参考平面距离比设计时大了0.05 mm。一定要给板厂阻抗控制要求，并在线路蚀刻后做时域反射计(TDR)抽检。