帶變壓器的rj45是什么意思(RJ45網(wǎng)絡(luò)變壓器的作用)

網(wǎng)絡(luò)變壓器具體有T1/E1隔離變壓器;ISDN/ADSL接口變壓器;VDSL高通/低通濾波器模塊、接口變壓器;T3/E3、SDH、64KBPS接口變壓器;10/100BASE、 1000BASE-TX網(wǎng)絡(luò)濾波器;RJ45集成變壓器;還可根據(jù)客戶(hù)需要設(shè)計(jì)專(zhuān)用變壓器。

變壓器簡(jiǎn)介

產(chǎn)品主要應(yīng)用于：高性能數(shù)字交換機(jī);SDH/ATM傳輸設(shè)備;ISDN、ADSL、VDSL、POE受電設(shè)備綜合業(yè)務(wù)數(shù)字設(shè)備;FILT光纖環(huán)路設(shè)備;以太網(wǎng)交換機(jī)等等。

數(shù)據(jù)泵是消費(fèi)級(jí)PCI網(wǎng)卡上都具備的設(shè)備，數(shù)據(jù)泵也被叫做網(wǎng)絡(luò)變壓器或可稱(chēng)為網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器。

它在一塊網(wǎng)卡上所起的作用主要有兩個(gè)，一是傳輸數(shù)據(jù)，它把PHY送出來(lái)的差分信號(hào)用差模耦合的線圈耦合濾波以增強(qiáng)信號(hào)，并且通過(guò)電磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)換耦合到不同電平的連接網(wǎng)線的另外一端;一是隔離網(wǎng)線連接的不同網(wǎng)絡(luò)設(shè)備間的不同電平，以防止不同電壓通過(guò)網(wǎng)線傳輸損壞設(shè)備。除此而外，數(shù)據(jù)汞還能對(duì)設(shè)備起到一定的防雷保護(hù)作用。

變壓器作用

在以太網(wǎng)設(shè)備中，通過(guò)PHY接RJ45時(shí)，中間都會(huì)加一個(gè)網(wǎng)絡(luò)變壓器。有的變壓器中心抽頭接到地。而且接電源時(shí)，電源值又可以不一樣，3.3V，2.5V，1.8V都有。這個(gè)變壓器的作用分析如下：

1、中間抽頭為什么有些接電源?有些接地?這個(gè)主要是與使用的PHY芯片UTP口驅(qū)動(dòng)類(lèi)型決定的，這種驅(qū)動(dòng)類(lèi)型有兩種，電壓驅(qū)動(dòng)和電流驅(qū)動(dòng)。電流驅(qū)動(dòng)的，需要將抽頭接到電源;電壓驅(qū)動(dòng)的就通過(guò)電容接地。所以對(duì)于不同的芯片，中心抽頭的接法，與PHY是有密切關(guān)系的，具體還要參看芯片的datasheet和參考設(shè)計(jì)了。

2、為什么接電源時(shí)，又接不同的電壓呢?這個(gè)也是所使用的PHY芯片資料里規(guī)定的UTP端口電平?jīng)Q定的。決定的什么電平，就得接相應(yīng)的電壓了。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這個(gè)變壓器到底是什么作用呢，可不可以不接呢。從理論上來(lái)說(shuō)，是可以不需要接變壓器，直接接到RJ45上，也是能正常工作的。但是呢，傳輸距離就很受限制，而且當(dāng)接到不同電平網(wǎng)口時(shí)，也會(huì)有影響。而且外部對(duì)芯片的干擾也很大。當(dāng)接了網(wǎng)絡(luò)變壓器后，它主要用于信號(hào)電平耦合。

其一，可以增強(qiáng)信號(hào)，使其傳輸距離更遠(yuǎn);

其二，使芯片端與外部隔離，抗干擾能力大大增強(qiáng)，而且對(duì)芯片增加了很大的保護(hù)作用(如雷擊);

其三，當(dāng)接到不同電平(如有的PHY芯片是2.5V，有的PHY芯片是3.3V)的網(wǎng)口時(shí)，不會(huì)對(duì)彼此設(shè)備造成影響。

變壓器功能

一、電氣隔離

任何CMOS制程的芯片工作的時(shí)候產(chǎn)生的信號(hào)電平總是大于0V的(取決于芯片的制程和設(shè)計(jì)需求)，PHY輸出信號(hào)送到100米甚至更長(zhǎng)的地方會(huì)有很大的直流分量的損失。而且如果外部網(wǎng)線直接和芯片相連的話，電磁感應(yīng)(打雷)和靜電，很容易造成芯片的損壞。

再就是設(shè)備接地方法不同，電網(wǎng)環(huán)境不同會(huì)導(dǎo)致雙方的0V電平不一致，這樣信號(hào)從A傳到B，由于A設(shè)備的0V電平和B點(diǎn)的0V電平不一樣，這樣可能會(huì)導(dǎo)致很大的電流從電勢(shì)高的設(shè)備流向電勢(shì)低的設(shè)備。

網(wǎng)絡(luò)變壓器把PHY送出來(lái)的差分信號(hào)用差模耦合的線圈耦合濾波以增強(qiáng)信號(hào)，并且通過(guò)電磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)換耦合到連接網(wǎng)線的另外一端。這樣不但使網(wǎng)線和PHY之間沒(méi)有物理上的連接而換傳遞了信號(hào)，隔斷了信號(hào)中的直流分量，還可以在不同0V電平的設(shè)備中傳送數(shù)據(jù)。

網(wǎng)絡(luò)變壓器本身就是設(shè)計(jì)為耐2KV~3KV的電壓的。也起到了防雷保護(hù)作用。有些朋友的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在雷雨天氣時(shí)容易被燒壞，大都是PCB設(shè)計(jì)不合理造成的，而且大都燒毀了設(shè)備的接口，很少有芯片被燒毀的，就是變壓器起到了保護(hù)作用。

隔離變壓器可滿(mǎn)足IEEE802.3的絕緣要求，但不能抑制EMI。

二、共模抑制

在雙絞線中的每一根導(dǎo)線是以雙螺旋形結(jié)構(gòu)相互纏繞著。流過(guò)每根導(dǎo)線的電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)受螺旋形的制約。流過(guò)雙絞線中每一根導(dǎo)線的電流方向，決定每對(duì)導(dǎo)線發(fā)射噪音的程度。在每對(duì)導(dǎo)線上流過(guò)差模和共模電流所引起的發(fā)射程度是不同的，差模電流引起的噪音發(fā)射是較小的，所以噪音主要是由共模電流決定。

⒈ 雙絞線中的差模信號(hào)

對(duì)差模信號(hào)而言，它在每一根導(dǎo)線上的電流是以相反方向在一對(duì)導(dǎo)線上傳送。如果這一對(duì)導(dǎo)線是均勻的纏繞，這些相反的電流就會(huì)產(chǎn)生大小相等，反向極化的磁場(chǎng)，使它的輸出互相抵消。

⒉ 雙絞線中的共模信號(hào)

共模電流在兩根導(dǎo)線上以相同方向流動(dòng)，并經(jīng)過(guò)寄生電容Cp到地返回。在這種情況下，電流產(chǎn)生大小相等極性相同的磁場(chǎng)，它們的輸出不能相互抵消。共模電流在對(duì)絞線的表面產(chǎn)生一個(gè)電磁場(chǎng)，它的作用正如天線一樣。

三、共模、差模噪音及其EMC

電纜上噪音有從電源電纜和信號(hào)電纜上產(chǎn)生的輻射噪音和傳導(dǎo)噪音兩大類(lèi)。這兩大類(lèi)中又分為共模噪音和差模噪音兩種。差模傳導(dǎo)噪音是電子設(shè)備內(nèi)部噪音電壓產(chǎn)生的與信號(hào)電流或電源電流相同路徑的噪音電流，如圖4所示。減小這種噪音的方法是在信號(hào)線和電源線上串聯(lián)差模扼流圈、并聯(lián)電容或用電容和電感組成低通濾波器，來(lái)減小高頻的噪音。

這種噪音產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度與電纜到觀測(cè)點(diǎn)的距離成反比，與頻率的平方成正比，與電流和電流環(huán)路的面積成正比。因此，減小這種輻射的方法是在信號(hào)輸入端加LC低通濾波器阻止噪音電流流進(jìn)電纜;使用屏蔽電纜或扁平電纜，在相鄰的導(dǎo)線中傳輸回流電流和信號(hào)電流，使環(huán)路面積減小。

共模傳導(dǎo)噪音是在設(shè)備內(nèi)噪音電壓的驅(qū)動(dòng)下，經(jīng)過(guò)大地與設(shè)備之間的寄生電容，在大地與電纜之間流動(dòng)的噪音電流產(chǎn)生的。

減小共模傳導(dǎo)噪音的方法是在信號(hào)線或電源線中串聯(lián)共模扼流圈、在地與導(dǎo)線之間并聯(lián)電容器、組成LC濾波器進(jìn)行濾波，濾去共模傳導(dǎo)噪聲。

以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)變壓器

網(wǎng)絡(luò)變壓器又名網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器、以太網(wǎng)變壓器、網(wǎng)絡(luò)濾波器。產(chǎn)品類(lèi)型又分為單口、雙口、多口、10/100BASE、1000BASE-TX和RJ45接口集成型網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器。產(chǎn)品主要應(yīng)用于：RJ45網(wǎng)卡、以太網(wǎng)交換機(jī)、網(wǎng)絡(luò)路由器、ADSL、VDSL數(shù)字設(shè)備、EOC終端、EPON/GPON三網(wǎng)融合設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)機(jī)頂盒、智能電視、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、SDH/ATMSDH/ATM、PC主板、工業(yè)主板等設(shè)備。

以太網(wǎng)變壓器的功能：

1、滿(mǎn)足IEEE 802.3中電氣隔離的要求

2、不失真的傳輸以太網(wǎng)信號(hào)

3、EMI抑制

網(wǎng)絡(luò)變壓器主要有信號(hào)傳輸、阻抗匹配、波形修復(fù)、信號(hào)雜波抑制和高電壓隔離等作用。

網(wǎng)絡(luò)變壓器在以太網(wǎng)中的作用在以太網(wǎng)設(shè)備中，通過(guò)PHY接RJ45時(shí)，中間都會(huì)加一個(gè)網(wǎng)絡(luò)變壓器。有的變壓器中心抽頭接到地。而接電源時(shí)，電源值又可以不一樣，3.3V，2.5V，1.8V都有。

中間抽頭有些接電源，而有些接地。這個(gè)主要是由使用的PHY芯片UTP口驅(qū)動(dòng)類(lèi)型決定的。這種驅(qū)動(dòng)類(lèi)型有兩種，電壓驅(qū)動(dòng)和電流驅(qū)動(dòng)。電流驅(qū)動(dòng)的就要接電源;電壓驅(qū)動(dòng)的就直接接個(gè)電容到地即可。所以對(duì)于不同的芯片，中心抽頭的接法，與PHY是有密切關(guān)系的，具體還要參看芯片的datasheet和參考設(shè)計(jì)。接電源時(shí)要接不同的電壓，也是所使用的PHY芯片資料里規(guī)定的UTP端口電平?jīng)Q定的。

作用

從理論上來(lái)說(shuō)，可以不需要接變壓器，直接接到RJ45上也是能正常工作的。但是傳輸距離就很受限制，而且當(dāng)接到不同電平網(wǎng)口時(shí)，也會(huì)有影響。而且外部對(duì)芯片的干擾也很大。當(dāng)接了網(wǎng)絡(luò)變壓器后，它主要用于信號(hào)電平耦合?？梢杂幸韵伦饔茫?

可以增強(qiáng)信號(hào)，使其傳輸距離更遠(yuǎn);

使芯片端與外部隔離，抗干擾能力大大增強(qiáng)，而且對(duì)芯片增加了很大的保護(hù)作用(如雷擊);當(dāng)接到不同電平(如有的PHY芯片是2.5V，有的PHY芯片是3.3V)的網(wǎng)口時(shí)，不會(huì)對(duì)彼此設(shè)備造成影響。

變壓器參數(shù)總結(jié)

主要功能性(差分)參數(shù)：變比;磁化電感(開(kāi)路電感);插入損耗;回返損耗(與所有差分參數(shù)有關(guān))

影響差分參數(shù)的寄生參數(shù)：漏感;分布電容和初次級(jí)線圈間電容

影響共模噪聲抑制的參數(shù)：中心抽頭平衡度;中心抽頭和參考面之間串聯(lián)阻抗(不平衡+中心抽頭電感+中心抽頭電容);初次級(jí)線圈間電容;共模電感阻抗。

網(wǎng)絡(luò)變壓器分類(lèi)

產(chǎn)品依據(jù)結(jié)構(gòu)類(lèi)型，可以分為兩類(lèi):a. 離散性網(wǎng)絡(luò)變壓器(DiscreteLAN Magnetics Module);b. 內(nèi)部集成磁性變壓器模塊的RJ45連接器 (RJ45 Connector with Integrated Magnetics,ICMs);

產(chǎn)品依據(jù)客戶(hù)焊接類(lèi)型，可以分為兩類(lèi):a. 表面貼裝元件 (SMT,Surface Mount Type)b. 插件元件 (TH,Through-Hole Type)

產(chǎn)品依據(jù)傳輸速率，可以分類(lèi)四類(lèi):a. 10Base-T,b. 10/100Base-T,c. 1000 Base-T,d. 10G Base-T.

(Base-T: Baseband，雙絞線對(duì)。簡(jiǎn)而言之，Base-T是一種以bps速率工作的局域網(wǎng)(LAN)標(biāo)準(zhǔn)，它通常被稱(chēng)為快速以太網(wǎng)，并使用UTP(非屏蔽雙絞線)銅質(zhì)電纜?？焖僖蕴W(wǎng)有三種基本的實(shí)現(xiàn)方式：Base-FX、 Base-T、和1Base-T4。每一種規(guī)范除了接口電路外都是相同的，接口電路決定了它們使用哪種類(lèi)型的電纜。為了實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘/數(shù)據(jù)恢復(fù)(CDR)功能，Base-T使用4B/5B曼徹斯特編碼(Manchester Encoding)機(jī)制。)

網(wǎng)絡(luò)變壓器的工作原理:

3.1 內(nèi)部結(jié)構(gòu)

1、共模扼流圈(CMC：Common mode Choke)

共模扼流圈(Common mode Choke)，也叫共模扼制電感，是在一個(gè)閉合磁環(huán)上對(duì)稱(chēng)繞制方向相反、匝數(shù)相同的線圈。理想的共模扼流圈對(duì)L(或N)與E 之間的共模干擾具有抑制作用，而對(duì)L 與N 之間存在的差模干擾無(wú)電感抑制作用。但實(shí)際線圈繞制的不完全對(duì)稱(chēng)會(huì)導(dǎo)致差模漏電感的產(chǎn)生。信號(hào)電流或電源電流在兩個(gè)繞組中流過(guò)時(shí)方向相反，產(chǎn)生的磁通量相互抵消，扼流圈呈現(xiàn)低阻抗。共模噪聲電流(包括地環(huán)路引起的騷擾電流，也處稱(chēng)作縱向電流)流經(jīng)兩個(gè)繞組時(shí)方向相同，產(chǎn)生的磁通量同向相加，扼流圈呈現(xiàn)高阻抗，從而起到抑制共模噪聲的作用。共模電感實(shí)質(zhì)上是一個(gè)雙向?yàn)V波器：一方面要濾除信號(hào)線上共模電磁干擾，另一方面又要抑制本身不向外發(fā)出電磁干擾，避免影響同一電磁環(huán)境下其他電子設(shè)備的正常工作。

共模扼流圈可以傳輸差模信號(hào)，直流和頻率很低的差模信號(hào)都可以通過(guò)，而對(duì)于高頻共模噪聲則呈現(xiàn)很大的阻抗，所以它可以用來(lái)抑制共模電流騷擾。

共模電感扼流圈是開(kāi)關(guān)電源、變頻器、UPS 電源等設(shè)備中的一個(gè)重要部分。其工作原理：當(dāng)工作電流流過(guò)兩個(gè)繞向相反線圈時(shí)，產(chǎn)生兩個(gè)相互抵消的磁場(chǎng) H1、 H2 ，此時(shí)工作電流主要受線圈歐姆電阻以及可忽略不計(jì)的工作頻率下小漏電感的阻尼。如果有干擾信號(hào)流過(guò)線圈時(shí)，線圈即呈現(xiàn)出高阻抗，產(chǎn)生很強(qiáng)的阻尼效果，達(dá)到衰減干擾信號(hào)作用。

CMC抑制共模信號(hào)：

顧名思義，共模扼流圈是用來(lái)抑制共模噪聲信號(hào)(無(wú)用的信號(hào)，干擾信號(hào))的元件，它對(duì)共模噪聲信號(hào)形成高阻抗，而對(duì)差模信號(hào)(有用的信號(hào))基本上無(wú)影響。它是抑制EMI電磁干擾的主要元件，工作原理如下:

共模信號(hào)是指在兩輸入端輸入極性相同的信號(hào)。共模信號(hào)將導(dǎo)致電磁干擾。電磁干擾分為輻射干擾和傳導(dǎo)干擾(進(jìn)入電源線內(nèi))。信號(hào)傳輸不對(duì)稱(chēng)和阻抗不匹配時(shí)差模信號(hào)轉(zhuǎn)換都將產(chǎn)生數(shù)字終端設(shè)備的共模信號(hào)。