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深度小白也能一看就懂的网络变压器
网络变压器具体有 T1/E1 隔离变压器;ISDN/ADSL 接口变压器;VDSL 高
通/低通滤波器模块、接口变压器;T3/E3、SDH、64KBPS 接口变压器;
10/100BASE、 1000BASE-TX 网络滤波器;RJ45 集成变压器;还可根据客
户需要设计专用变压器。
变压器简介
产 品 主 要 应 用 于 : 高 性 能 数 字 交 换 机 ; SDH/ATM 传 输 设 备 ;
ISDN、ADSL、VDSL、POE 受电设备综合业务数字设备;FILT 光纤环路
设备;以太网交换机等等。
数据泵是消费级 PCI 网卡上都具备的设备,数据泵也被叫做网络变压器或
可称为网络隔离变压器。
它在一块网卡上所起的作用主要有两个,一是传输数据,它把 PHY 送出来
的差分信号用差模耦合的线圈耦合滤波以增强信号,并且通过电磁场的转
换耦合到不同电平的连接网线的另外一端;一是隔离网线连接的不同网络
设备间的不同电平,以防止不同电压通过网线传输损坏设备。除此而外,
数据汞还能对设备起到一定的防雷保护作用。
变压器作用
在以太网设备中,通过 PHY 接 RJ45 时,中间都会加一个网络变压器。有
的 变 压 器 中 心 抽 头 接 到 地 。 而 且 接 电 源 时 , 电 源 值 又 可 以 不 一
样,3.3V,2.5V,1.8V 都有。这个变压器的作用分析如下:
1、中间抽头为什么有些接电源?有些接地?这个主要是与使用的 PHY 芯
片 UTP 口驱动类型决定的,这种驱动类型有两种,电压驱动和电流驱动。
电流驱动的,需要将抽头接到电源;电压驱动的就通过电容接地。所以对
于不同的芯片,中心抽头的接法,与 PHY 是有密切关系的,具体还要参看
芯片的 datasheet 和参考设计了。
2、为什么接电源时,又接不同的电压呢?这个也是所使用的 PHY 芯片资
料里规定的 UTP 端口电平决定的。决定的什么电平,就得接相应的电压
了。即如果是 2.5v 的就上拉到 2.5v,如果是 3.3v 的就上拉到 3.3v。
⒊ 这个变压器到底是什么作用呢,可不可以不接呢。从理论上来说,是可
以不需要接变压器,直接接到 RJ45 上,也是能正常工作的。但是呢,传输
距离就很受限制,而且当接到不同电平网口时,也会有影响。而且外部对
芯片的干扰也很大。当接了网络变压器后,它主要用于信号电平耦合。
其一,可以增强信号,使其传输距离更远;
其二,使芯片端与外部隔离,抗干扰能力大大增强,而且对芯片增加了很
大的保护作用(如雷击);
其 三 , 当 接 到 不 同 电 平 ( 如 有 的 PHY 芯 片 是 2.5V , 有 的 PHY 芯 片 是
3.3V)的网口时,不会对彼此设备造成影响。
变压器功能
一、电气隔离
任何 CMOS 制程的芯片工作的时候产生的信号电平总是大于 0V 的(取决
于芯片的制程和设计需求),PHY 输出信号送到 100 米甚至更长的地方会
有很大的直流分量的损失。而且如果外部网线直接和芯片相连的话,电磁
感应(打雷)和静电,很容易造成芯片的损坏。
再就是设备接地方法不同,电网环境不同会导致双方的 0V 电平不一致,这
样信号从 A 传到 B,由于 A 设备的 0V 电平和 B 点的 0V 电平不一样,这样
可能会导致很大的电流从电势高的设备流向电势低的设备。
网络变压器把 PHY 送出来的差分信号用差模耦合的线圈耦合滤波以增强信
号,并且通过电磁场的转换耦合到连接网线的另外一端。这样不但使网线
和 PHY 之间没有物理上的连接而换传递了信号,隔断了信号中的直流分
量,还可以在不同 0V 电平的设备中传送数据。
网络变压器本身就是设计为耐 2KV~3KV 的电压的。也起到了防雷保护作
用。有些朋友的网络设备在雷雨天气时容易被烧坏,大都是 PCB 设计不合
理造成的,而且大都烧毁了设备的接口,很少有芯片被烧毁的,就是变压
器起到了保护作用。
隔离变压器可满足 IEEE802.3 的绝缘要求,但不能抑制 EMI。
二、共模抑制
在双绞线中的每一根导线是以双螺旋形结构相互缠绕着。流过每根导线的
电流所产生的磁场受螺旋形的制约。流过双绞线中每一根导线的电流方
向,决定每对导线发射噪音的程度。在每对导线上流过差模和共模电流所
引起的发射程度是不同的,差模电流引起的噪音发射是较小的,所以噪音
主要是由共模电流决定。
⒈ 双绞线中的差模信号
对差模信号而言,它在每一根导线上的电流是以相反方向在一对导线上传
送。如果这一对导线是均匀的缠绕,这些相反的电流就会产生大小相等,
反向极化的磁场,使它的输出互相抵消。
⒉ 双绞线中的共模信号
共模电流在两根导线上以相同方向流动,并经过寄生电容 Cp 到地返回。在
这种情况下,电流产生大小相等极性相同的磁场,它们的输出不能相互抵
消。共模电流在对绞线的表面产生一个电磁场,它的作用正如天线一样。
三、共模、差模噪音及其 EMC
电缆上噪音有从电源电缆和信号电缆上产生的辐射噪音和传导噪音两大
类。这两大类中又分为共模噪音和差模噪音两种。差模传导噪音是电子设
备内部噪音电压产生的与信号电流或电源电流相同路径的噪音电流,如图 4
所示。减小这种噪音的方法是在信号线和电源线上串联差模扼流圈、并联
电容或用电容和电感组成低通滤波器,来减小高频的噪音。
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_webkit
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