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           华强盛电子导读:要详细了解网络变压器周边EMC管控及网络变压器BOB-SMITH电路的连接原理,首先我们对网络变压器的认识及其电路各参数影响都要有个简要的认识,本文,对非理想网络变压器等效电路做一个详细的分析,其中重点讨论一下网络变压器中间抽头的作用其影响

     


     

                         网络变压器等效电路及

                             网络变压器中间抽头作用详解

     

        一,理想网络变压器简介

          理想变压器理论上是完美的电路元件,它用磁耦合在初级和次级绕组之间传送信号或能量,理想变压器只能传送交变的差模电流,而共模电流不能再绕组上产生磁场而被隔离。

    理想网络变压器具有以下几点功能:

    1,提供RJ45和PHY之间的电气隔离;

    2,具有良好的共模抑制特性;

    3,对频带内的有用信号进行高质量的传输;

     

     

    二,非理想网络变压器等效电路及其影响的参数


     图中RS1RS2为初次级绕组绕线电阻增加传输损耗

    RCL为磁芯的涡流损耗等效电阻:增加传输的损耗

    LM为变压器次级开路测量初级得到的开路电感:IEEE802.3要求不小于350uH;

    LL1LL2为初次级绕组的漏电感:影响传输频率范围

    CD1CD2为绕组之间的耦合电容:影响传输频率范围

    C12为初次级绕组的耦合电容:为共模信号通过变压器提供了低阻抗路径;

    对于局域网使用的网络变压器都是带有中心抽头的,理想中心抽头的变压器,所有的共模电流通过中心抽头返回到源。

    中心抽头作用:通过提供差分线上共模噪声的低阻抗回流路径,降低线缆上共模电流和共模电压;

                                      对于某些收发器提供一个直流偏置电压或功率源

     


     

     

    非理想带中心抽头变压器中:

                  影响差分参数的寄生参数: 漏感; 分布电容和初次级线圈间电容;

                  影响共模噪声抑制的参数:中心抽头平衡度

                  中心抽头和参考面之间串联阻抗(不平衡+中心抽头电感+中心抽头电容);

                  初次级线圈间电容;

                  共模电感阻抗。

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  • 华强盛导读:网络变压器BobSmith电路功能和应用? 网络变压器BobSmith电路的功能及应用 网络变压器BobSmith电路电路有两种功能: 1,提供网口任意两对差分信号间150欧的阻抗匹配。 2,可以对共模信号提供一个...

    华强盛导读:网络变压器BobSmith电路功能和应用?

    网络变压器BobSmith电路的功能及应用

    网络变压器BobSmith电路电路有两种功能:
    1,提供网口任意两对差分信号间150欧的阻抗匹配。
    2,可以对共模信号提供一个回流路径
     


    考虑到为网口差分信号提供阻抗匹配,我们可以清楚为什么共模电感放在线缆侧是不能满足BobSmith电路的匹配作用。
    如图,此时匹配电阻不是150欧,而变成了Z=2*75+ZCMC, 不能满足其阻抗匹配的作用。
    所以,两线共模电感不能放在线缆侧,如果放在线缆侧,则需要额外增加一个自耦变压器

    考虑对共模信号提供回流路径,它所能提供的阻抗:


    要想在较宽频率范围内获得低阻抗,需要控制连线阻抗,保证BobSmith电路的低阻抗连接,针对不同的问题频率点还可以适当调整电路中电容的容值。其作用与中心抽头电容类似,但因为其路径上有75欧的串联电阻,并且此电容为高压电容,容值很难选得很大,所以其对网口辐射发射的影响并没有中心抽头那么明显,但也是我们可以调整解决网口一的一个方面。

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  • 华强盛电子导读:如何认识网络变压器芯片引脚图及网络变压器外围BOB-SMITH电路  下图,是一副典型的百兆网络变压器芯片引脚图,图左是RJ45网口,图右连接到PHY驱动芯片,我们要认识并理解到本副百兆网络变压器芯片...

      华强盛电子导读:如何认识网络变压器芯片引脚图及网络变压器外围BOB-SMITH电路

      下图,是一副典型的百兆网络变压器芯片引脚图,图左是RJ45网口,图右连接到PHY驱动芯片,我们要认识并理解到本副百兆网络变压器芯片引脚图的配置,首先,我们先理解一下网络变压器中间抽头的作用:

      

     

      网络变压器中间抽头(Center Tap) 的作用

      网络变压器的中间抽头(Center Tap) 也叫网络变压器CT脚

      中间抽头CT脚主要有两个作用

      1.为共模电流提供低阻抗路径,降低共模电流/电压(同Choke作用)

      2. 为Transceiver中Rx/Tx信号提供直流偏置

      中心抽头,如果PHY是电压驱动的,要接偏置电压,CT要接电容!

      PHY分两种,一种是电压驱动,一种电流驱动。

      电压驱动的需要接电源;电流驱动的就直接接个电容到地即可!接电压的一般起到一个偏置的作用,当你不用隔离器直接把PHY互连时,是需要合适的偏置电平的,不同产家的PHY不一样。

      所以对于不同的芯片,中心抽头的接法,与PHY是有密切关系的,具体还要参看芯片的datasheet和参考设计了。

      至于为什么网络变压器中间抽头接电源时,又接不同的电压,这个也是所使用的PHY芯片资料里规定的UTP端口电平决定的。

      决定的什么电平,就得接相应的电压了。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。

      3,对于不同的问题频率点,我们可以选择不同的电容值以提供低阻抗返回路径。对于不同芯片和不同PCB,此容值选择多少可以达到效果,则需实际尝试,但有一点可以确定,此电容对网口辐射发射有着很大影响

      第二,我们开始认识网络变压器芯片引脚图,及网络变压器BOB-SMITH电路

      在本网络变压器芯片引脚图设计中, 为了抑制RJ45接口通过电缆带出的共模干扰,设计过程中我们将常规网络变压器改为接口带有共模抑制作用的网络变压器,此种变压器示意图如上图

      BOB-smith电路:RJ45接口的NC空余针脚(网络变压器外围)一定要采用BOB-smth电路设计,以达到信号阻抗匹配,抑制对外干扰的作用,经过测试,BOB-smith电路能有10个dB左右的抑制干扰的效果。

      次级线圈电容设计:网络变压器虽然带有隔离作用,但是由于变压器初次级线圈之间存在着几个pF的分布电容;为了提升变压器的隔离作用,建议在变压器的次级电路上增加对地滤波电容,如电路图上C4-C7,此电容取值5Pf~10pF。

      LC型滤波设计:在变压器驱动电源电路上,增加LC型滤波,抑制电源系统带来的干扰,如电路图上L1、C1、C2、C3,L1采用磁珠,典型值为600Ω/100MHz,电容取值0.01μF~0.1μF。

      串加电阻设计:百兆以太网的设计中,如果在不影响通讯质量的情况,适当减低网络驱动电压电平,对于EMC干扰抑制会有一定的帮助;也可以在变压器次级的发送端和接收端差分线上串加10Ω的电阻来抑制干扰。

      

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    原标题:如何认识网络变压器芯片引脚图及网络变压器外围BOB-SMITH电路

    华强盛电子导读:如何认识网络变压器芯片引脚图及网络变压器外围BOB-SMITH电路

    下图,是一副典型的百兆网络变压器芯片引脚图,图左是RJ45网口,图右连接到PHY驱动芯片,我们要认识并理解到本副百兆网络变压器芯片引脚图的配置,首先,我们先理解一下网络变压器中间抽头的作用:

    网络变压器中间抽头(Center Tap) 的作用

    网络变压器的中间抽头(Center Tap) 也叫网络变压器CT脚

    中间抽头CT脚主要有两个作用

    1.为共模电流提供低阻抗路径,降低共模电流/电压(同Choke作用)

    2. 为Transceiver中Rx/Tx信号提供直流偏置

    中心抽头,如果PHY是电压驱动的,要接偏置电压,CT要接电容!

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    所以对于不同的芯片,中心抽头的接法,与PHY是有密切关系的,具体还要参看芯片的datasheet和参考设计了。

    至于为什么网络变压器中间抽头接电源时,又接不同的电压,这个也是所使用的PHY芯片资料里规定的UTP端口电平决定的。

    决定的什么电平,就得接相应的电压了。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。

    3,对于不同的问题频率点,我们可以选择不同的电容值以提供低阻抗返回路径。对于不同芯片和不同PCB,此容值选择多少可以达到效果,则需实际尝试,但有一点可以确定,此电容对网口辐射发射有着很大影响

    第二,我们开始认识网络变压器芯片引脚图,及网络变压器BOB-SMITH电路

    在本网络变压器芯片引脚图设计中, 为了抑制RJ45接口通过电缆带出的共模干扰,设计过程中我们将常规网络变压器改为接口带有共模抑制作用的网络变压器,此种变压器示意图如上图

    BOB-smith电路:RJ45接口的NC空余针脚(网络变压器外围)一定要采用BOB-smth电路设计,以达到信号阻抗匹配,抑制对外干扰的作用,经过测试,BOB-smith电路能有10个dB左右的抑制干扰的效果。

    次级线圈电容设计:网络变压器虽然带有隔离作用,但是由于变压器初次级线圈之间存在着几个pF的分布电容;为了提升变压器的隔离作用,建议在变压器的次级电路上增加对地滤波电容,如电路图上C4-C7,此电容取值5Pf~10pF。

    LC型滤波设计:在变压器驱动电源电路上,增加LC型滤波,抑制电源系统带来的干扰,如电路图上L1、C1、C2、C3,L1采用磁珠,典型值为600Ω/100MHz,电容取值0.01μF~0.1μF。

    串加电阻设计:百兆以太网的设计中,如果在不影响通讯质量的情况,适当减低网络驱动电压电平,对于EMC干扰抑制会有一定的帮助;也可以在变压器次级的发送端和接收端差分线上串加10Ω的电阻来抑制干扰。

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