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陈明森：关于网络变压器的四项频率特性简介陈明森 摘要：网络变压器的插入损耗、回波损耗、交越干扰和共模抑制比等四项关于频率特性方面的指标。这四项指标中任何一项达不到要求都会造成网络通讯不顺畅或丢包现象。 关键词：插入损耗；回波损耗；交越干扰；共模抑制比 网络变压器具体有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、64KBPS接口变压器;10/100BASE、 1000BASE-TX网络滤波器;RJ45集成变压器;还可根据客户需要设计专用变压器。 在国内外生产网络变压器各公司的产品介绍中，首先列出的都是各种型号网络变压器的插入损耗、回波损耗、交越干扰和共模抑制比等四项关于频率特性方面的指标。 之所以如此，是因为这四项指标中任何一项达不到要求都会造成网络通讯不顺畅或丢包现象。因此，弄清这四项指标的物理概念和检测方法是必要的。 现对网络变压的这四项指的物理意义和测量方法作简明介绍，同时还将列出对常用的网络变压器的插入损耗、回波损耗、交越干扰和共模抑制比等指标检测的结果。 安装在网卡上网络变压器的电路图图l所示是安装在计算机内部网卡中的网络变压器电路图。位于图的中间部分的长方框为多个公 司生产的一种典型的网络变压器。该变压器一般都安装在网卡的输入附近。工作时，由收发器送出的上行数据信号从络变压器的Pin16.Pin15进入，由Pin10-Pin11输出，经RJ45型转接头，再通过非屏 蔽双绞线送往服务器;服务器送来的下行数据信号经另一对非屏蔽双绞线和RJ45型转接头，由 Pin7-Pin6进入，由Pin1.Pin2输出，然后送到网卡的收发器上。 从图l中看到，网络变压器所处工作环境有两个特点：一是通过它的数据电压信号都是平衡信号，即两信号线上电压的参考点为地线，电压的幅度大小相等，极性相反;二是驱动网络变压器信号源的 内阻和网络变压器所带负载电阻的阻值均为l00Ω，处在良好的阻抗匹配状态下。因为右边与网络变压 器Pin10-Pin10和Pin7.Pin6相联接的非屏蔽双绞线的特性阻抗均为l00Ω. 生产网络变压器的公司在作产品出厂检测时，不可能把每一个产品都焊接到网卡上作实际应用的 测试。因为这样检测过于麻烦，效率也低。因此研发既接近实际使用条件、检测又方便、效率又高的 检测方法是十分重要的课题。 1网络变压器插入损耗的定义及其检测方法 从图l中看到，网络变压器是计算机服务器之间双向交流数据电压信号链条中的一个环节。信号通过这个环节时，不可避免的会有一些衰减。插入损耗就是衡量信号衰减程度的一项指标。对同一个网络变压器来讲，它对信号衰减程度与信号的频率有关。因此，插入损耗一般指的是网络变压器对信号衰减程度与信号频率之间的关系曲线。 为了便于讨论，将图l网络变压器中传送上行数据电压信号的单元电路简化成图2所示电路。在 图2中，用内阻为两个50Ω的等效电压源代替驱动电路，用100Ω电阻代替非屏蔽双绞线。图中V1表示在信号与负载电阻之间插入了网络变压器后的输出电压幅度。 图3所示是信号源与负载电阻之间直接用两截短导线联接时的电路图。图中V2表示在信号源与负 载电阻之间直接用两截短导线联接时的输出电压幅度。 插入损耗指的是图2中V1与图3中V2的比值。 一般插入损耗都用分贝(dB)来表示： 插入损耗=20Xlog(V1/V2) (1) 检测网络变压器插入损耗一般采用网络分析仪(例如HP 8712型网络分析仪)。网络分析仪内部配备 有输出阻抗为50Ω、幅度恒定、频率随着时间线性变化的正弦波信号源。此信号源的信号从RF OUT 端输出。通过待测产品后的正弦波信号从网络分析仪RF IN输入。网络分析仪对从RF IN输入的正弦 波信号进行检波，并将检波出来的与输入信号幅度成比例的电压信号数字化。数字化后的数据按照频率的顺序存入网络分析仪内部微型计算机内存的相应单元中。检测完成后，网络分析仪用这数据按照 频率的顺序在屏幕上示出一条曲线。 网络分析仪的输入、输出阻抗均为50Ω，而且又是非平衡信号，因而不能直接与网络变压器相联接。在校正(Calibration)检测系统和检测产品时，必须在网络分析仪与网络变压器之间加上平衡 非平 衡50Ω/100Ω阻抗转换器。 图4所示是检测网络变压器TX单元电路插入损耗时的电路图。测完TX单元电路之后，再将图4中平衡 --- 非平衡50Ω/100Ω阻抗转换器的相应接点转接到RX单元电路的相应Pin脚上，再对RX单元 电路进行检测。 在检测产品之前需要对检测系统进行校正。校正时，用两根短导线代替图4中的网络变压器。其中一根短导线联接到两个平衡 非平衡50Ω/100Ω阻抗转换器上面的接头上，另一根联接到其下面的 接头上。校正完成后，HP 8712把图4所示状