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

來源：燦科盟瀏覽：- 發(fā)布日期：2021-08-17 15:21:55【大中小】

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)客戶需要設(shè)計專用變壓器。

變壓器簡介

產(chǎn)品主要應(yīng)用于：高性能數(shù)字交換機;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)交換機等等。

數(shù)據(jù)泵是消費級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，一是傳輸數(shù)據(jù)，它把PHY送出來的差分信號用差模耦合的線圈耦合濾波以增強信號，并且通過電磁場的轉(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網(wǎng)線傳輸損壞設(shè)備。除此而外，數(shù)據(jù)汞還能對設(shè)備起到一定的防雷保護作用。

變壓器作用

在以太網(wǎng)設(shè)備中，通過PHY接RJ45時，中間都會加一個網(wǎng)絡(luò)變壓器。有的變壓器中心抽頭接到地。而且接電源時，電源值又可以不一樣，3.3V，2.5V，1.8V都有。這個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?這個主要是與使用的PHY芯片UTP口驅(qū)動類型決定的，這種驅(qū)動類型有兩種，電壓驅(qū)動和電流驅(qū)動。電流驅(qū)動的，需要將抽頭接到電源;電壓驅(qū)動的就通過電容接地。所以對于不同的芯片，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)計了。

2、為什么接電源時，又接不同的電壓呢?這個也是所使用的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這個變壓器到底是什么作用呢，可不可以不接呢。從理論上來說，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，而且當接到不同電平網(wǎng)口時，也會有影響。而且外部對芯片的干擾也很大。當接了網(wǎng)絡(luò)變壓器后，它主要用于信號電平耦合。

其一，可以增強信號，使其傳輸距離更遠;

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

其三，當接到不同電平(如有的PHY芯片是2.5V，有的PHY芯片是3.3V)的網(wǎng)口時，不會對彼此設(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候產(chǎn)生的信號電平總是大于0V的(取決于芯片的制程和設(shè)計需求)，PHY輸出信號送到100米甚至更長的地方會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)境不同會導致雙方的0V電平不一致，這樣信號從A傳到B，由于A設(shè)備的0V電平和B點的0V電平不一樣，這樣可能會導致很大的電流從電勢高的設(shè)備流向電勢低的設(shè)備。

網(wǎng)絡(luò)變壓器把PHY送出來的差分信號用差模耦合的線圈耦合濾波以增強信號，并且通過電磁場的轉(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之間沒有物理上的連接而換傳遞了信號，隔斷了信號中的直流分量，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)計為耐2KV~3KV的電壓的。也起到了防雷保護作用。有些朋友的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在雷雨天氣時容易被燒壞，大都是PCB設(shè)計不合理造成的，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作用。

隔離變壓器可滿足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線是以雙螺旋形結(jié)構(gòu)相互纏繞著。流過每根導線的電流所產(chǎn)生的磁場受螺旋形的制約。流過雙絞線中每一根導線的電流方向，決定每對導線發(fā)射噪音的程度。在每對導線上流過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

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

⒉ 雙絞線中的共模信號

共模電流在兩根導線上以相同方向流動，并經(jīng)過寄生電容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，它們的輸出不能相互抵消。共模電流在對絞線的表面產(chǎn)生一個電磁場，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電纜上產(chǎn)生的輻射噪音和傳導噪音兩大類。這兩大類中又分為共模噪音和差模噪音兩種。差模傳導噪音是電子設(shè)備內(nèi)部噪音電壓產(chǎn)生的與信號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，來減小高頻的噪音。

這種噪音產(chǎn)生的電場強度與電纜到觀測點的距離成反比，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輸入端加LC低通濾波器阻止噪音電流流進電纜;使用屏蔽電纜或扁平電纜，在相鄰的導線中傳輸回流電流和信號電流，使環(huán)路面積減小。

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

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

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、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)機頂盒、智能電視、網(wǎng)絡(luò)攝像機、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

3、EMI抑制

網(wǎng)絡(luò)變壓器主要有信號傳輸、阻抗匹配、波形修復、信號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PHY接RJ45時，中間都會加一個網(wǎng)絡(luò)變壓器。有的變壓器中心抽頭接到地。而接電源時，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。這個主要是由使用的PHY芯片UTP口驅(qū)動類型決定的。這種驅(qū)動類型有兩種，電壓驅(qū)動和電流驅(qū)動。電流驅(qū)動的就要接電源;電壓驅(qū)動的就直接接個電容到地即可。所以對于不同的芯片，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。接電源時要接不同的電壓，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

從理論上來說，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，而且當接到不同電平網(wǎng)口時，也會有影響。而且外部對芯片的干擾也很大。當接了網(wǎng)絡(luò)變壓器后，它主要用于信號電平耦合?？梢杂幸韵伦饔茫?

可以增強信號，使其傳輸距離更遠;

使芯片端與外部隔離，抗干擾能力大大增強，而且對芯片增加了很大的保護作用(如雷擊);當接到不同電平(如有的PHY芯片是2.5V，有的PHY芯片是3.3V)的網(wǎng)口時，不會對彼此設(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);初次級線圈間電容;共模電感阻抗。

網(wǎng)絡(luò)變壓器分類

產(chǎn)品依據(jù)結(jié)構(gòu)類型，可以分為兩類: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)客戶焊接類型，可以分為兩類: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，可以分類四類:a. 10Base-T,b. 10/100Base-T,c. 1000 Base-T,d. 10G Base-T.

(Base-T: Baseband，雙絞線對。簡而言之，Base-T是一種以bps速率工作的局域網(wǎng)(LAN)標準，它通常被稱為快速以太網(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型的電纜。為了實現(xiàn)時鐘/數(shù)據(jù)恢復(CDR)功能，Base-T使用4B/5B曼徹斯特編碼(Manchester Encoding)機制。)

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，是在一個閉合磁環(huán)上對稱繞制方向相反、匝數(shù)相同的線圈。理想的共模扼流圈對L(或N)與E 之間的共模干擾具有抑制作用，而對L 與N 之間存在的差模干擾無電感抑制作用。但實際線圈繞制的不完全對稱會導致差模漏電感的產(chǎn)生。信號電流或電源電流在兩個繞組中流過時方向相反，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，也處稱作縱向電流)流經(jīng)兩個繞組時方向相同，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。共模電感實質(zhì)上是一個雙向濾波器：一方面要濾除信號線上共模電磁干擾，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，直流和頻率很低的差模信號都可以通過，而對于高頻共模噪聲則呈現(xiàn)很大的阻抗，所以它可以用來抑制共模電流騷擾。

共模電感扼流圈是開關(guān)電源、變頻器、UPS 電源等設(shè)備中的一個重要部分。其工作原理：當工作電流流過兩個繞向相反線圈時，產(chǎn)生兩個相互抵消的磁場 H1、 H2 ，此時工作電流主要受線圈歐姆電阻以及可忽略不計的工作頻率下小漏電感的阻尼。如果有干擾信號流過線圈時，線圈即呈現(xiàn)出高阻抗，產(chǎn)生很強的阻尼效果，達到衰減干擾信號作用。

CMC抑制共模信號：

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