hua818 发表于 2024-12-1 09:22:10

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网络变压器具体包括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、接口变压器; 10/,-TX网络滤波器; RJ45集成变压器;还可根据客户需要设计特殊变压器。

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 和 POE 供电设备的综合业务数字设备; FILT光纤环路设备;以太网交换机等

数据泵是消费级 PCI 网卡上可用的设备。数据泵也称为网络变压器或网络隔离变压器。

它在网卡上起着两个主要作用。一是传输数据。它通过差模耦合线圈耦合对PHY发出的差分信号进行滤波以增强信号,并通过电磁场转换将其耦合到不同的电平。连接网线的另一端;首先,对网线连接的不同网络设备之间进行不同电平隔离,防止网线传输不同电压,损坏设备。另外,数据汞还可以对设备的防雷起到一定的作用。

变压器功能

在以太网设备中,通过PHY连接RJ45时,中间会增加一个网络变压器。一些变压器的中心抽头接地。并且连接电源时,电源值可以不同,包括3.3V、2.5V、1.8V。该变压器的作用分析如下:

1. 为什么中间的一些抽头连接到电源上?有点接地气?这主要由所使用的PHY芯片的UTP端口驱动类型决定。驱动器有两种类型:电压驱动器和电流驱动器。对于电流驱动的,需要将抽头连接至电源;对于电压驱动的,抽头需要通过电容器接地。因此,对于不同的芯片,中心抽头的连接方式与PHY密切相关。详细信息请参阅芯片和参考设计。

2、为什么接电源时会接不同的电压?这也是由所使用的 PHY 芯片数据中指定的 UTP 端口级别决定的。无论您决定什么级别,都必须连接相应的电压。即如果是2.5v,就拉到2.5v,如果是3.3v,就拉到3.3v。

⒊这个变压器的作用是什么?可以不连接吗?理论上,无需变压器,直接连接RJ45也能正常工作。但传输距离非常有限,而且连接不同级别的网口时也会受到影响。而且,外界对芯片的干扰也很大。连接网络变压器时,主要用于信号电平耦合。

第一,它可以增强信号,使其传输得更远;

其次,将芯片端与外界隔离,大大增强了抗干扰能力,给芯片增加了很大的保护(如雷击);

第三,连接不同电平的网口时(例如有的PHY芯片是2.5V,有的PHY芯片是3.3V),不会对对方的设备造成影响。

变压器功能

1.电气隔离

任何CMOS工艺芯片工作时产生的信号电平总是大于0V(取决于芯片的工艺和设计要求)。如果PHY输出信号发送到100米甚至更长的地方,将会有很大的直流分量损失。 。而如果外部网线直接连接芯片,电磁感应(雷电)和静电很容易对芯片造成损坏。

此外,设备接地方式不同、电网环境不同,也会导致两侧0V电平不一致。这样,当信号从A点传输到B点时,由于设备A的0V电平与B点的0V电平不同,这可能会造成很大的问题。电流从电势较高的器件流向电势较低的器件。

网络变压器通过差模耦合线圈耦合对PHY发出的差分信号进行滤波以增强信号,并通过电磁场转换将其耦合到连接网线的另一端。这不仅可以让信号在网线和PHY之间无需物理连接的情况下进行传输,而且还可以阻挡信号中的直流分量。它还可以在不同0V电平的设备中传输数据。

网络变压器本身设计耐压为2KV~3KV。它还起到防雷作用。有些朋友的网络设备在雷雨天很容易被烧坏。大部分是由于PCB设计不合理造成的,设备的接口大多被烧坏。由于变压器起到保护作用,烧坏芯片的情况很少。

隔离变压器可以满足0.3的绝缘要求,但不能抑制EMI。

2.共模抑制

双绞线中的每根导线都以双螺旋结构相互缠绕。流经每根导线的电流产生的磁场由螺旋的形状决定。流经双绞线中每根电线的电流方向决定了每对电线发出的噪声量。流经每对导线的差模和共模电流引起的发射程度是不同的。差模电流引起的噪声发射较小,因此噪声主要由共模电流决定。

⒈ 双绞线中的差模信号

对于差模信号,每根导线中的电流在一对导线上以相反方向传输。如果这对电线均匀缠绕,这些相反的电流将产生相等且相反极化的磁场,导致它们的输出相互抵消。

⒉ 双绞线中的共模信号

共模电流在两条线上以相同方向流动,并通过寄生电容Cp返回地。在这种情况下,电流产生大小和极性相同的磁场,并且它们的输出不能相互抵消。共模电流在双绞线表面产生电磁场,其作用类似于天线。

3、共模、差模噪声及其EMC

电缆上的噪声可分为两类:电源线和信号线产生的辐射噪声和传导噪声。这两类又分为共模噪声和差模噪声。差模传导噪声是电子设备内部噪声电压产生的噪声电流,与信号电流或电源电流同路径,如图4所示。降低这种噪声的方法是连接差模扼流圈并并联在信号线和电源线上串联电容,或者使用电容和电感组成低通滤波器,以降低高频噪声。

这种噪声产生的电场强度与电缆到观察点的距离成反比,与频率的平方成正比,与电流和电流环路的面积成正比。因此,减少这种辐射的方法是在信号输入端添加LC低通滤波器,防止噪声电流流入电缆;使用屏蔽电缆或扁平电缆在相邻导线中传输返回电流和信号电流,使环路面积减小。

共模传导噪声是由设备中的噪声电压驱动、通过地与设备之间的寄生电容在地与电缆之间流动的噪声电流引起的。

降低共模传导噪声的方法是在信号线或电源线上串联一个共模扼流圈,在地与导线之间并联一个电容,组成LC滤波器进行滤波,滤除共模传导噪声。传导噪声。

以太网网络变压器

网络变压器也称为网络隔离变压器、以太网变压器、网络滤波器。产品类型分为单口、双口、多口、10/、-TX和RJ45接口一体化网络隔离变压器。产品主要应用于:RJ45网卡、以太网交换机、网络路由器、ADSL、VDSL数字设备、EOC终端、EPON/GPON三网融合设备、网络机顶盒、智能电视、网络摄像机、SDH//ATM 、PC主板、工业主板等设备。

以太网变压器功能:

1.满足IEEE 802.3中电气隔离的要求

2、传输以太网信号不失真

3、EMI抑制

网络变压器主要起到信号传输、阻抗匹配、波形修复、信号杂波抑制和高压隔离等作用。

网络变压器在以太网中的作用在以太网设备中,通过PHY连接RJ45时,中间会增加一个网络变压器。一些变压器的中心抽头接地。连接电源时,电源值可以不同,包括3.3V、2.5V、1.8V。

一些中心抽头连接到电源,一些连接到地。这主要由所使用的PHY芯片的UTP端口驱动类型决定。驱动方式有电压驱动和电流驱动两种。如果是电流驱动,需要接电源;如果是电压驱动,直接接一个电容到地即可。因此,对于不同的芯片,中心抽头的连接方式与PHY密切相关。详细信息请参阅芯片和参考设计。连接电源时,必须连接不同的电压,这也是由所使用的PHY芯片数据中指定的UTP端口电平决定的。

影响

理论上不需要连接变压器,直接连接RJ45即可正常工作。但传输距离非常有限,连接不同级别的网口也会受到影响。而且,外界对芯片的干扰也很大。连接网络变压器时,主要用于信号电平耦合。可以起到以下作用:

可以增强信号,使其传输更远;

将芯片端与外界隔离,大大增强了抗干扰能力,给芯片增加了极大的保护(如雷击);当连接到不同级别(比如有的PHY芯片是2.5V,有的PHY芯片是3.3V)网口时,不会影响对方的设备。

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变压器参数汇总

主要功能(差动)参数:变压比;励磁电感(开路电感);插入损耗;回波损耗(与所有差分参数相关)

影响微分参数的寄生参数:漏感;分布电容和初级和次级线圈之间的电容

影响共模噪声抑制的参数:中心抽头平衡;中心抽头与参考面之间的串联阻抗(不平衡+中心抽头电感+中心抽头电容);初级和次级线圈之间的电容;共模电感阻抗。

网络变压器分类

产品按结构型式可分为两类:离散网络变压器 ( ); b.带内部集成磁性变压器模块的 RJ45 连接器(带 ICM 的 RJ45);

产品根据客户焊接类型可分为两类:表面贴装元件(SMT,安装类型) b.插入式元件(TH、-孔型)

根据传输速率,产品可分为四类: -T,b。 10/-T,c。 1000 Base-T,d。 10G Base-T。

(Base-T:双绞线。简而言之,Base-T 是一种以 bps 速率运行的局域网 (LAN) 标准。它通常称为快速以太网,并使用 UTP(非屏蔽双绞线)。有三种基本实现方式快速以太网:Base-FX、Base-T 和 1Base-T4 除了接口电路外,每个规格均相同,接口电路决定了它们用于时钟/数据恢复 (CDR) 功能的电缆类型。 4B. /5B 曼彻斯特编码 ( ) 机制)。

网络变压器工作原理:

3.1 内部结构

1.共模扼流圈(CMC:mode Choke)

共模扼流圈又称共模扼流电感,是一种封闭磁环,线圈对称绕制,线圈方向相反,匝数相同。理想的共模扼流圈具有抑制L(或N)与E之间的共模干扰的功能,但对L与N之间存在的差模干扰没有感应作用。但由于实际线圈绕组的不完全对称性,导致差模漏感的产生。信号电流或电源电流在两个绕组中以相反方向流动,产生的磁通量相互抵消,并且扼流圈表现出低阻抗。共模噪声电流(包括接地环路引起的骚扰电流,也称为纵向电流)以相同方向流过两个绕组。产生的磁通量沿相同方向相加,扼流线圈呈现高阻抗,从而抑制共模噪声电流。模噪声的影响。共模电感本质上是一个双向滤波器:一方面要滤除信号线上的共模电磁干扰;另一方面要滤除信号线上的共模电磁干扰。另一方面,它必须抑制自身发射电磁干扰,以免影响同一电磁环境中其他电子设备的正常工作。 。

共模扼流圈可以传输差模信号,频率很低的直流和差模信号都可以通过。但它对高频共模噪声表现出较大的阻抗,因此可用于抑制共模电流干扰。

共模电感扼流圈是开关电源、变频器、UPS电源等设备的重要组成部分。其工作原理:当工作电流流过两个绕线方向相反的线圈时,产生两个相互抵消的磁场H1和H2。此时,工作电流主要受到线圈的欧姆电阻和可忽略的工作频率下的小漏感的阻尼。 。如果干扰信号流过线圈,线圈就会呈现高阻抗,产生很强的阻尼作用,从而衰减干扰信号。

CMC 抑制共模信号:

顾名思义,共模扼流圈是用来抑制共模噪声信号(无用信号、干扰信号)的元件。对共模噪声信号形成高阻抗,对差模信号(有用信号)基本没有影响。 。是抑制EMI电磁干扰的主要元件。其工作原理如下:

共模信号是指在两个输入端输入相同极性的信号。共模信号会引起电磁干扰。电磁干扰分为辐射干扰和传导干扰(进入电源线)。数字终端设备中,阻抗不匹配时的不对称信号传输和差模信号转换会产生共模信号。

CMC 对差模信号没有影响:

共模传输特性

对于理想的中心抽头变压器,所有共模电流都通过中心抽头返回源。

中心抽头功能:

通过为差分线路上的共模噪声提供低阻抗返回路径,降低电缆上的共模电流和共模电压。

对于某些收发器,提供直流偏置电压或电源

中间抽头,所以电感两侧的阻抗相同,所以两侧的电流相同,都是Icm的一半,线圈方向相反。所得磁感应强度为 0。

非理想中心抽头变压器:

但是:中心抽头并不理想。首先,线路上存在寄生电感,两侧线圈线路的长度不可能理想地相同。

如图所示,LCT、△L、C12降低了共模衰减。

△L产生差模-共模转换

由于LCT+△L≠0,所以中心抽头上有共模电压。

共模电压驱动电缆上的共模电流,产生辐射。

2.自耦变压器(Auto-)

自耦变压器对差模信号形成高阻抗,对共模信号基本没有影响。按照上述接线方法连接线路时,可以有效地进行信号传输,从而进一步减少和抑制电磁干扰。

3、扼流圈的工作原理及插入损耗特性(或阻抗特性):

当信号电压(差模信号)施加到变压器的两腿上时,通过磁路耦合在变压器的次级端感应出感应电压。对于信号电压,由于同时流过CMC两个绕组的信号电流大小相等、方向相反,因此在CMC的磁芯磁路中会产生方向相反的磁通,相互抵消出,不影响差模信号传输。此时,变压器的两个绕组中流过大小、方向相同的电流,使变压器就像一个大电阻,阻碍差模信号的通过,对载波信号的传输影响最小。因此差模信号直接耦合到负载。对于共模信号来说,它们主要通过变压器原边和副边之间的分布电容耦合到副边。此时,CMC的两个绕组中流过大小和方向相等的电流。此时,CMC相当于一个大电阻阻止了共模电流的传输,而变压器的两个绕组流过大小相等、方向相反的电流,相当于对共模信号进行了短路。这样,共模电压基本上不会被传输,而是耦合到负载上。这样既可以很好地传输载波信号,又可以抑制共模干扰信号。

变压器的中心抽头。为什么一些中心抽头连接到电源?有点接地气?这主要由所使用的phy芯片的UTP(双绞线)端口驱动类型决定。有两种类型。如果是电压驱动,则必须连接电源;如果是电流驱动则不需要电容直接接地。为什么有的接2.5v?还有一些是接3.3v的?这是由 PHY 芯片数据中指定的 UTP 端口级别决定的。如果是2.5v,就拉到2.5v,如果是3.3v,就拉到3.3v。

网络变压器基础材料

1) 磁芯

磁芯的分类方法有很多种。目前编号方法很多,主要是根据外观进行分类。在使用过程中,需要了解物料各方面的特性,才能准确判断来料是否符合要求。有些材料的外观尺寸、颜色、电感值相同,但它们是两种完全不同的材料。如果检查人员的认识有限,草率的判断必然会导致重大损失。

一个。外观:铁芯根据外观分为多种类型,有环形(T形)、E形、C形等,见下图:

b.涂层:磁环的涂层对磁环起到保护作用。通常,制造商的编号会表示磁环的涂层,并使用英文字母。不同的字母代表不同的涂层厚度和不同的耐压能力。下面的编号说明中提供了具体说明。

c.材质:当外形尺寸相同时,磁环材质不同,磁环的电感值也会不同。表征磁环材料的参数有十几个。作为一名来料检验员,你至少要了解其中的一些。三个参数:

https://img2.baidu.com/it/u=2115472094,1983747111&fm=253&fmt=JPEG&app=120&f=JPEG?w=785&h=500

ui值:中文意思是相对磁导率,无单位。目前我公司使用的磁环UI值有:850(1000)、4700(5000)、10000等,当磁环外观尺寸完全相同时,UI值越高,磁环的电感值越高。 。另外,该参数还表征磁环的频率特性、温度特性、损耗等。

AL值:AL值定义为磁环的单匝电感值。该参数直接用于磁环的级别分选。当磁环的外观尺寸完全相同时,ui值越高,磁环的AL值越高。  电感值与AL值的关系:

电感值OCL=AL*T2 这里T指的是绕组数,(注:当该绕组有中心抽头时,T为绕组数乘以2)

耐电流:对于100/产品上使用的磁环,要求能够承受8mA的直流电流。也就是说,用于此类产品的磁环在来料检验时需要进行DC8mA的检验。 d.常用磁环编号举例:

2) 外壳

目前我公司使用的外壳主要有:DIP和SMT。使用过程中必须注意以下参数是否正确:

一个。外观尺寸:外观尺寸根据认可函进行检查,通常用“游标卡尺”测量。供应商通常提供多种尺寸。基于测试工具的限制,我们无法一一测试。我们通常测量主要参数。对于一些无法测量的参数,可以采用试装的方法进行测试。

b.外观检验:按《外观检验标准》要求进行检验

c.耐热测试:

直插PIN产品的外壳:一般外壳灌满胶水,3秒左右锡面应无烧伤现象。

SMD产品所用的外壳需要经过IR,看看是否有变形、裂纹等情况,一般要求能够承受260度的IR炉温。

d.材质:DIP外壳一般采用电木粉(一般为151J材质),SMT一般采用DAP材质(常见系列)。

3)漆包线

一个。漆包线是在细铜线的外面涂上油漆,以保护铜线免受外力的损坏。漆包线的耐压是根据表面油漆的层数来确定的。目前常用的漆包线有1层、2层、4层等漆膜厚度,如3层、4层等。不同的漆膜材料其耐热等级不同。常用的耐热等级有3种:130℃(B级)(所谓低温漆包线)、155℃(F级)、180℃(H级)和200℃(B级) 。 N级)(所谓高温漆包线)。漆包线的检验通常包括以下几个方面:b.耐热试验C.耐电压测试

d.直流电阻测试:通常选择一定的长度来测试其直流电阻。 e.线径测试:分为“裸线直径测试”和“漆膜测试”。在“裸径测试”中,将漆膜用火煮沸,然后进行测试。线径测试工具是“千分尺”。 f.针孔测试:这是测试漆包线外漆是否有小孔。小孔越多,测试线的质量越差,耐压能力越小。通常这个测试需要使用化学试剂来辅助。

g。外观检验:按《外观检验检验标准》进行检验。

4)化工原料

一个。高温乙烯基

使用高温乙烯基时必须注意以下事项:

检查乙烯基在规定的时间、温度、规定的配比条件下是否硬化。

同时,硬化产生的气泡是否比平时多,是否容易出现流胶现象。黑胶硬化后,表面是否光亮,是否有油污。

耐高温测试:乙烯基硬化后,进行回流焊,检查硬化后的乙烯基是否有裂纹。

开放的情况。 (主要针对SMD产品)

共混黑胶时,检查电子秤是否准确,电子秤的精度是否符合要求;  混合乙烯之前,应先用木棒将乙烯容器底部的沉淀物搅拌均匀(通常是整桶未开封的乙烯,将其倒置一天,让底部的沉积物消散)后再进行混合。

按量配制的高温黑胶A/B胶必须充分捏合、混合均匀,使黑胶与固化剂充分混合,保证黑胶固化。

b.低温乙烯基

使用低温乙烯基时,除了注意高温胶的注意事项外,还必须注意以下事项: 一次不要混合过多的胶。准备好的乙烯基如果不能及时用完,很容易变硬。

融化掉;注意乙烯基表面是否有图案,还要验证乙烯基是否易于在高温下使用。

外壳出现裂纹。

c.通量

助焊剂需要检查的项目有很多,包括比重、pH、成分、卤素含量等。但由于这些测试所需的设备极其昂贵,制造商一般采用实际试生产的方法来确定来料是否合格。有资格。通常,试生产时应注意以下几点:

助焊剂一般分为水溶性助焊剂和免洗助焊剂

可焊性:焊接时是否更容易焊接?焊点是否光滑圆润?是否容易产生连焊或虚焊?

焊接时注意烟雾和气味。当烟雾过多或气味很浓时,应引起注意。

氧化:助焊剂的质量直接影响产品PIN脚的氧化情况。通常有两种情况值得注意:一种是焊接后几分钟内氧化,在产品的PIN脚上形成黄色覆盖物;另一种是第一种情况,产品焊接后,当时焊点很漂亮,但一两天后,产品的PIN脚开始氧化。因此,在助焊剂的试制过程中,必须让产品流到后期,形成成品。观察一两天后,就可以得出结论。

d.酒精

只需委托审判即可。主要测试其清洗性能和蒸发后的残留情况。

e.印刷白胶印刷白胶是一种化工原料,由于仪器的无法,对其相关参数的检验变得非常困难。检验方法采用试生产。试生产后,主要检查以下几个方面:是否在规定的温度和规定的时间内硬化;印刷是否变黄、印刷是否脱落。

f. UV胶

UV固化油墨固化速度快,印刷适性好。干燥后具有优良的耐热性和电性能。

5)包装材料

一个。包装管

一般采用PVC材质。为了符合无卤要求,现在采用PS材料。

b.纸盒

一般国内用B三B料,出口用K二K料。包装材料应注意以下问题: 尺寸

强度:考虑到运输过程中的振动和碰撞,要求包装材料具有一定的强度,以保证产品质量。

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