RJ网口变压器工作原理与设计指南.ppt

* * POE功能 通过网线中的两对线进行直流电源传输，一般是48V电源，电流可以到350mA，通过变压器的中心抽头输入。 POE功能的额外考虑： 高压隔离，包括POE线路的隔离 避免共模电感的磁饱和 POE线路对线缆的噪声耦合 * * POE功能 典型POE集成连接器的线路图 推荐在48V电路上使用2线共模电感 需要直流电容 A点处电容到机壳需要有低阻抗连接 * * POE功能 POE中3线共模电感的使用 是一个低成本的方案 所有3线电感的相关考虑与之前相同 在48V线路上没有共模电感，任何48V上的共模噪声都会直接到UTP上，最好能够在此线路上增加共模电感 * * POE功能 不要在没有自耦变压器的情况下把共模电感放于线缆侧 POE线路中的直流电流会导致共模电感的磁饱和，从而降低共模电感的滤波效能 * * ICM中的不平衡因素 连接器管脚的不平衡，包括管脚间电磁耦合的不平衡，走线长度不同引起的不平衡。 不平衡引起共模-差模转换，连接器管脚间不平衡以及管脚和变压器之间连接走线的不平衡所引起的转换要远大于中心抽头不平衡引起的转换。 如果设计中进行考虑，可有效降低这种不平衡。 * * 连接器特性的测试 试验方法可快速有效的测出EMI抑制特性 需要系统级的测试 需要设计与实际产品环境相似的条件 包含EMI特性的不同方面。如共模抑制，共模-差模转换，对ESD，EFT及RFI等的响应。 必要的测试夹具 * * 连接器特性的测试 两种试验测试方法 网络分析仪的共模-共模和共模-差模S参数的测试：4端口或3端口测试；测试夹具需要仔细设计，测试结果与夹具有很大关系，标准的夹具可以使测试可重复性并且有可比性。 共模电压探头测试，对系统级变压器的共模抑制性能测试有很好的应用，可以与辐射和传导发射直接相关。 * * 连接器特性的测试 NA测试简图如右图 分离变压器的夹具如下图 * * 连接器特性的测试 集成连接器的测试夹具如下图 8PIN网口插头与SMA接头转换夹具如下图 * * 连接器特性的测试 集成连接器夹具下3端口NA测试设置 * * 连接器特性的测试 一个端口中4对线分别的共模-共模传输函数测试结果如下图。其中一对线在以太网频段内有好的共模抑制性能。是因为设计原因还是偶然因素？可以研究得到更好的设计。 * * 连接器特性的测试 以下测试结果是与上边连接器有同样线路图，并且是同一个厂家， 只是不同样品在不同时间的测试结果。可以看出，线路图并不能决定连接器的共模抑制性能，厂家是否可以控制产生这一差别的因素？如果能够注意到关键因素的影响是可以很好控制的。 * * 连接器特性的测试 一个端口中4对线分别的共模-差模传输函数测试结果如下图。在1%不平衡的情况下最差有-46dB的转换。如果不进行有效的控制，很容易超过-40dB。 * * 连接器特性的测试 以下测试结果是与上边连接器有同样线路图，并且是同一个厂家， 只是不同样品在不同时间的测试结果。可以看出，线路图并不能决定连接器的共模转差模性能，厂家是否可以控制产生这一差别的因素？如果能够注意到关键因素的影响是可以很好控制的。 * * 对实际测试的响应 可以将变压器和夹具固定在一个机壳中模拟实际的产品，机壳暴露在实际的RFI条件下，测试此时对PHY产生的影响。如图 * * 对实际测试的响应 对辐射和传导RFI耦合的抑制/转换 ESD/EFT/Surge通过变压器后的转换 * * NA测试注意事项 PHY侧的阻抗是50ohm，但线缆侧的共模阻抗随着线缆的形状改变会明显变化 对所有滤波器，连接到参考面的质量都很关键，并影响滤波器的特性。 模拟实际的EMI条件，NA需要与夹具和机壳结合使用 可以选择3端口或4端口NA测试 同时在所有线对上加共模噪声和只在一对线上加共模噪声都要测试 3端口测试简单并模拟了线缆侧真实的共模激励 4端口测试需要差模特性，测试更复杂并且更难共模噪声 * * 其它可能的测试 回返损耗测试（阻抗匹配） 变压器的差模TDR特性测试 完整通道特性测试：两个PHY之间的所有传输特性，用线缆连接夹具上的两个端口进行测试，如图 * * 注意事项 正确选择变压器是很关键的，错误选择很容易导致EMC测试中的问题 Data sheet中包含与功能相关的重要参数信息 Data sheet中不包含EMI相关的特性 变压器是很复杂的器件，需要考虑系统的设计及众多寄生的参数 变压器对于不同产品会进行不同的调整。对于不理想的走线可以通过系统设计和器件选择进行弥补 可制造性以及综合因素限制变压器的性能 很多厂家提供的变压器并不能达到所说的EMI抑制性能 可以向厂家要求提供有更好EMI抑制特性的变压器 * * 其它 与变压器厂商多交流，获得更好的技术支持 试验测试方法并不能总是正确的模拟实际系统