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什么是網(wǎng)絡(luò)變壓器？
日期：2024-11-17 16:47
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摘要：
什么是網(wǎng)絡(luò)變壓器？
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(jì)專用變壓器。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，如裕泰電子的YL18-2050S，YL18-3002S等比較常見！
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)變壓器或可稱為網(wǎng)絡(luò)隔離變壓...
什么是網(wǎng)絡(luò)變壓器？
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(jì)專用變壓器。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，如裕泰電子的YL18-2050S，YL18-3002S等比較常見！
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。
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(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)類型決定的，這種驅(qū)動(dòng)類型有兩種，電壓驅(qū)動(dòng)和電流驅(qū)動(dòng)。電壓驅(qū)動(dòng)的需要接電源；電流驅(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)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(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。
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。如圖6所示，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。這兩大類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。
