关于网络变压器的四项频率特性简介
网络变压器简介
网络变压器简介网络变压器具体有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。
产品主要应用于：高性能数字交换机；SDH/ATM传输设备；ISDN、ADSL、VDSL、POE受电设备综合业务数字设备；FILT光纤环路设备；以太网交换机等等,如裕泰电子的YL18-2050S，YL18-3002S等比较常见!数据泵是消费级PCI网卡上都具备的设备，数据泵也被叫做网络变压器或可称为网络隔离变压器。
它在一块网卡上所起的作用主要有两个，一是传输数据，它把PHY送出来的差分信号用差模耦合的线圈耦合滤波以增强信号，并且通过电磁场的转换耦合到不同电平的连接网线的另外一端;一是隔离网线连接的不同网络设备间的不同电平，以防止不同电压通过网线传输损坏设备。
除此而外，数据汞还能对设备起到一定的防雷保护作用。
编辑本段网络变压器在以太网中的作用在以太网设备中，通过PHY接RJ45时，中间都会加一个网络变压器。
有的变压器中心抽头接到地。
而且接电源时，电源值又可以不一样，3.3V，2.5V，1.8V都有。
这个变压器的作用分析如下：1、中间抽头为什么有些接电源？有些接地？这个主要是与使用的PHY 芯片UTP口驱动类型决定的，这种驱动类型有两种，电压驱动和电流驱动。
电压驱动的就要接电源；电流驱动的就直接接个电容到地即可！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。
2、为什么接电源时，又接不同的电压呢？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.这个变压器到底是什么作用呢，可不可以不接呢。
变压器技术参数与指标
变压器技术参数与指标变压器技术参数是了解变压器的一项重要指标，你要使用该变压器就必须要了解到它的参数，这样才能用对它，而不会发生事故。
因此对从事变压器的新手们了解分析变压器的参数非常关键，以下是我对变压器参数的一些认识。
对不同类型的变压器都有相应的技述要求，可用相应的技述参数表示.如电源变压器的主要技述参数有：额定功率、额定电压和电压比、额定频率、工作温度等级、温升、电压调整率、绝缘性能和防潮性能，对于一般低频变压器的主要技述参数是：变压比、频率特性、非线性失真、磁屏蔽和静电屏蔽、效率等.A.电压比：变压器两组线圈圈数分别为N1和N2，N1为初级，N2为次级.在初级线圈上加一交流电压，在次级线圈两端就会产生感应电动势.当N2>N1时，其感应电动势要比初级所加的电压还要高，这种变压器称为升压变压器：当N2 式中n称为电压比(圈数比).当nN2，V1>V2，该变压器为降压变压器.反之则为升压变压器.B.变压器的效率：在额定功率时，变压器的输出功率和输入功率的比值，叫做变压器的效率，即η= x100%式中η为变压器的效率;P1为输入功率，P2为输出功率.当变压器的输出功率P2等于输入功率P1时，效率η等于100%，变压器将不产生任何损耗.但实际上这种变压器是没有的.变压器传输电能时总要产生损耗，这种损耗主要有铜损和铁损.铜损是指变压器线圈电阻所引起的损耗.当电流通过线圈电阻发热时，一部分电能就转变为热能而损耗.由于线圈一般都由带绝缘的铜线缠绕而成，因此称为铜损.变压器的铁损包括两个方面.一是磁滞损耗，当交流电流通过变压器时，通过变压器硅钢片的磁力线其方向和大小随之变化，使得硅钢片内部分子相互摩擦，放出热能，从而损耗了一部分电能，这便是磁滞损耗.另一是涡流损耗，当变压器工作时.铁芯中有磁力线穿过，在与磁力线垂直的平面上就会产生感应电流，由于此电流自成闭合回路形成环流，且成旋涡状，故称为涡流.涡流的存在使铁芯发热，消耗能量，这种损耗称为涡流损耗.变压器的效率与变压器的功率等级有密切关系，通常功率越大，损耗与输出功率就越小，效率也就越高.反之，功率越小，效率也就越低.怎样判别电源变压器参数电源变压器标称功率、电压、电流等参数的标记，日久会脱落或消失。
变压器性能参数指标
变压器性能参数指标变压器是变换沟通电压、电流和阻抗的器件，当时级线圈中通有沟通电流时，铁芯（或磁芯）中便产生沟通磁通，使次级线圈中感应出电压（或电流）。
变压器由铁芯（或磁芯）和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈。
(1)空载电流。
当变压器二次侧绕组开路，一次侧绕组施加额定频率的额定电压时，其中流过的电流，称为空载电流I0。
空载电流一般占额定电流的1%~8%，变压器容量越大，空载电流占额定电流的比例越小。
(2)空载损耗。
变压器空载电流包括两部分，其中无功重量是产生磁通的励磁电流，有功部分消耗在绕组铜阻上的称为铜损，消耗在铁心涡流上的称为铁损，变压器的铜损和铁损即为空载损耗。
(3)阻抗电压。
变压器二次侧绕组短接，使一次侧正好能够产生额定电流所需施加的电压，称为阻抗电压或称短路电压，一般用其占额定电压的百分数表示。
阻抗电压大小与变压器的性能和成本、系统稳定性和供电质量有关。
(4)负载损耗。
变压器二次侧绕组短接，一次侧绕组通以额定电流时所吸取的有功功率称为负载损耗。
负载损耗主要是一次侧、二次侧绕组的电阻损耗，又称铜损。
(5)变压器损耗。
变压器损耗包括有功损耗和无功损耗两部分。
其中有功损耗主要由绕组电阻（铜损）和涡流损耗（铁损）构成；无功损耗包含了产生主磁通的空载电流及消耗在一次侧、二次侧绕组的漏磁电抗上的损耗。
(6)变压器效率。
又称变压器的电能利用率。
它是变压器输出有功功率与输入有功功率之比，常用百分数表示，即η=P2/P1×100%。
式中：P2为输出有功功率；P1为输入有功功率。
电源变压器的特性参数1 工作频率变压器铁芯损耗与频率关系很大，故应依据使用频率来设计和使用，这种频率称工作频率。
2 额定功率在规定的频率和电压下，变压器能长期工作，而不超过规定温升的输出功率。
3 额定电压指在变压器的线圈上所允许施加的电压，工作时不得大于规定值。
4 电压比指变压器初级电压和次级电压的比值，有空载电压比和负载电压比的区分。
网络变压器产品介绍
特性参数---IL
Insertion Loss (插入損耗):能量通過介質，在介質中所損失的能量。
注：不良之IL在信號傳送上會因過度衰減或異常增幅而影響資料傳送品質， 在生產上可能因共模線圈、耦合線圈之不理想性（TR、Lk、DCR)及配線 雜散電容過大等形成不良。
Insertion Loss (IL): 插入损耗
• IEEE 802.3 对CMRR没有定义规格. • 虽然CMRR测试可以预测产品对EMI噪声抑制的能力, 但和EMI本身没有直接的
• 工作频率：1-300MHZ , 适合做共模线圈(CMC）
主要原材料参数特性
鐵芯材料的基本參數 a).有效磁導率: μ = (1/μ ) lim (B/H) , 磁化曲線始端磁導率
的極限值. b). 初始磁導率: μ = (L/4πn ) X (1/A ) X 10 , 在漏磁忽略
的閉合磁路中. c). 飽和磁感應強度Bs: 加磁場至飽和時的值. d). 剩余磁感應強度Br: 從飽和狀態去除磁場后,剩余的. e). 矯頑力Hc. f). 溫升系數&μ. g). 居里溫度Tc, 在該溫度下磁芯狀態從鐵磁性轉變為順磁性. h). 磁芯損耗Pc: 磁芯在工作磁感應強度時的單位體積損耗. i). 電感系數Al: 電感系數是磁芯上每一匝線圈產生的自感量.
主要原材料－铁氧体
我们行业中的网络滤波器产品所用的磁芯是鐵氧體材料，
它属于软磁材料，是電子變壓器領域中廣泛使用的磁性材
料，可分為:
•
锰锌铁氧体，分子式：
Mn y Zn1y
1x
Fe 2
x
O4
• 镍锌铁氧体，分子式： NiyZn1y 1x Fe2xO4
Return Loss (RL): 反射损耗
网络变压器的制作工艺对其频率特性的影响
在 网络变压器诸多频率特性中，插入损耗和 回波损耗最为重要 。插入损耗是表示络变压器对通过 它的信号衰减程度 的指标。因此，在 网络分析器屏幕上显示的插入损耗 曲线越逼近 ０Ｂ水平线，衰减 ｄ 越小。回波损耗是表示 网络变压器对信号源 内阻与负载 电阻带来失配程度的指标。在 网络分析器屏幕 上显示的回波损耗 曲线 ，相对于 ０Ｂ水平线越低，则阻抗匹配越好 。因为在阻抗匹配 良好的情况下， ｄ 回波损耗 曲线一般在一４ｄ Ｏ Ｂ以下 。 下面 以用于万兆以太网的网络变压器为例来介绍几个影响网络变压器插入损耗和回波损耗 的制作
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５
缸 尾
绿头
图 １ １ｌ ： 典型 网络变压 器的原理图 收稿 日期：２ １－１ ５ ０ １１－ ２
图 ２ 网络变压器绕制方法的示意 图
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网 络 变 压 器 的 制 作 工 艺 对 其频 率特 性 的 影 响
中心抽头的两组线圈组成 。为了方便，人们 习惯将原理图中的变压器称为 Ｔ件 ，把扼流圈称为 Ｋ件。
随着互联 网和局域 网通讯速率的提高 ，对 网络变压器频率特性，尤其是高频特性的要求也越来越
高 。例 如近 来 ｂｌ 司推 出的用 于万 兆 以太 网的网络变 压 器 ，要求在 ２０ －、４ ０ ｅ公 ０ＭＩ Ｉ ０ ＭＨｚ ０ＭＨｚ等频 ｚ 、６０ 率 点 上其 插入 损 耗相 应地 不 超过 ｌＢ、１ ｄ ｄ ． Ｂ、２Ｂ。要达 到这 样 要求 ，除 了选 用高 频率特 性好 的磁 环 、 ５ ｄ
４
第1节 频率特性的一般概念
3.1 频率特性的一般概念一．频率特性的概念对低频段, 由于耦合电容的容抗变大, 高频时1/ωc<<R, 可视为短路, 低频段时1/ωC<<R不成立。
我们定义: 当放大倍数下降到中频区放大倍数的0.707倍时, 即时的频率称为下限频率fl。
如图右是考虑频率特性时的等效电路对高频段, 由于三极管极间电容或分布电容的容抗较小, 低频段视为开路, 高频段处1/ωC 较小, 此时考虑极间电容影响的等效电路如图3 - 1(b)所示。
当频率上升时,容抗减小, 使加至放大电路的输入信号减小, 输出电压减小, 从而使放大倍数下降。
同时也会在输出电压与输入电压间产生附加相移。
同样我们定义: 当放大倍数下降到中频区放大倍数的0.707倍, 即Auh=(1 / )Aum时的频率称为上限频率fh。
2共发射极放大电路的电压放大倍数将是一个复数, 即其中幅度Au和相角φ都是频率的函数, 分别称为放大电路的幅频特性和相频特性。
可用图3 - 2(a)和(b)表示。
我们称上、下限频率之差为通频带fbw, 即fbw=fh-fl通频带的宽度, 表征放大电路对不同频率的输入信号的响应能力, 它是放大电路的重要技术指标之一。
二．线性失真线性失真有两种形式：相频失真和幅频失真一个周期信号经傅里叶级数展开后，可以分解为基波、一次谐波、二次谐波等多次谐波。
设输入信号Ui(t)由基波和二次谐波组成，如图（a）所示, 经过线性电路后，基波与二次谐波振幅之间的比例没有变化，但是它们之间的时间对应关系变了，叠加合成后同样引起输出波形不同于输入波形，这种线性失真称之为相频失真。
线性失真的第一种形式如图（b）所示。
假设输入波形Ui(t)仅由基波、二次谐波构成，它们之间的振幅比例为10∶6，如图（b）上所示。
该输入波形经过线性放大电路后，由于放大电路对不同频率信号的不同放大倍数，使得这些信号之间的比例发生了变化，变成了10∶3，这二者累加后所得的输出信号Uo(t)如图(b)下所示。
高频变压器参数
高频变压器参数1. 引言高频变压器通常用于交流电变换和能量传递。
它们在各种电子设备中被广泛使用，如无线电、电视和计算机等。
了解高频变压器的参数对于设计和选择适合特定应用的变压器至关重要。
本文将介绍高频变压器的一些主要参数，包括额定电压、频率、效率、损耗等。
2. 额定电压额定电压是指高频变压器设计用于的最高电压值。
变压器的绝缘系统必须能够承受额定电压，以确保安全和可靠的运行。
额定电压通常以伏特（V）为单位，并以二次侧（输出端）为参考。
3. 频率在高频变压器中，频率是电源输入的基本参数之一。
它以赫兹（Hz）为单位，并表示电源中交流电的周期数。
高频变压器通常用于工业或通信设备中，其频率可以在几十至数百千赫兹之间变化。
4. 磁芯材料磁芯是高频变压器中的重要组成部分，用于集中磁场并增加变压器的效率。
常见的磁芯材料包括铁氧体、铁氧体合金和硅钢片。
选择合适的磁芯材料取决于变压器的应用需求、成本和性能等因素。
5. 空载损耗和短路损耗空载损耗是指在没有负载时，变压器吸收的电功率。
它主要由磁芯中的涡流损耗和铜线电阻导致的电流产生的焦耳热损耗组成。
短路损耗是指在额定电流下，变压器输出端短路时产生的电功率损耗。
这两种损耗通常以瓦特（W）为单位，并影响变压器的热量和效率。
6. 效率效率是衡量高频变压器传输能量效率的指标。
它表示变压器的输出功率与输入功率之间的比率。
高效的变压器能够最大限度地减少能量损耗，并通过最小化热量产生来提高效率。
7. 温升温升是指在额定负载下，高频变压器达到稳定工作温度时，其温度增加的程度。
保持变压器的正常工作温度是非常重要的，过高的温度可能导致设备损坏或降低寿命。
8. 封装和排热高频变压器通常需要适当的封装和散热设计来确保其正常运行。
封装可以防止灰尘、湿气和其他外部环境因素对变压器的影响，而排热系统则有助于散热并维持适当的工作温度。
9. 结论高频变压器的参数对于设计和选择适合特定应用的变压器至关重要。
网络变压器的参数说明
变压器、电感器、线圈等磁性元件各项测量参数说明1．圈数比TR：初次级绕线的比例，检测变压器绕线匝数比及耦合系数。
2．相位PH：绕线方向。
检测变压器主次级的绕线方向。
3．电感量Lx：电压与电流时间变化率的比例系数（e=L）。
检测铁芯的导磁系数µ、机械尺寸、完整性以及绝对绕线圈数。
4．电感量Lx重叠DC Bais：检测铁芯的磁饱和特性。
5．漏电感LK：漏磁束切割形成的等效电感量。
检测铁芯的导磁系数µ以及绕线形成的耦合系数。
6．品质因素Q：电感的感抗（2πfL）与电阻（ACR）之比。
7．线圈间分布电容量Cp：线圈间杂散静电容。
检测线圈间的距离、绝缘材料及隔离设计。
8．直流电阻DCR：铜线电阻。
检测PIN焊点、铜线材料、设计线长、断短路等。
9．交流电阻ACR：铜线电阻加上磁滞损失及涡流损失造成的等效电阻。
除了检测铜线外，还检测铁芯材料的磁化及绝缘。
10．阻抗Zx：变压器的交流绝对阻抗。
11．平衡BL：变压器绕组中某两组之间的平衡测试。
检测电感平衡、漏感平衡、电阻平衡。
12．出脚短路PS：不导通出脚之间的短路。
检测线圈间的漆包或焊锡造成的短路。
变压器测量常见问题处理1. 变压器电感测量值与验收厂商之测量值相差较大，造成退货。
当生产商使用仪器与验收厂商所使用仪器系统不同时，若产品本身呈非线性特性或设定测试范围超出线性范围（生产或验收厂商），有可能因测试电流（磁场强度）大小不同而得到不同的测量结果。
处理方法为供求双方应使用相同测试电流模式。
2. 电感、直流电阻（DCR）或圈数比测量误差。
一般测量误差均来自接触不良或测试频率超过线圈之谐振频率。
造成这种接触不良大概有以下几种情形： ①变压器出脚变形、弯曲。
处理方法为加强整脚作业或调整治具推力。
②变压器出脚上附着绝缘漆。
处理方法为测试前先进行去除油漆作业，保证出脚洁净。
③治具气压不足，推柄松动或调整不妥。
处理方法为定期检查气压，合理调整推柄距离。
宽带脉冲变压器的参数、特性及应用
宽带脉冲变压器的参数、特性及应用摘要：介绍了宽带脉冲变压器设计基本参数要求，及应用于各种通信、网络技术的基本特性。
关键词：宽带脉冲变压器；特性参数；应用1 前言宽带变压器广泛应用于通信、网络、宽带接入等系统，如数字数据系统(DDS)、T1/E1、综合业务数字网(ISDN)、非对称式数据传输线路(ADSL)、高速数字传输线(HDSL)、甚高速数字用户环路(VDSL)等；开关电源，如各种信号传输中继站电源、电子设备电源；无线电通信领域，如分配器、机顶盒。
宽带脉冲变压器主要起信号分配、滤波、阻抗匹配、隔直流、极性转换等作用[1]。
随着数字和数据通信技术的发展，数字网络和数据通信的会聚，LAN互相连接所积累的通信量的增长，作为通信、网络接口、数据接入用器件，宽带脉冲变压器对数字信号的传输起极其重要的作用，对其性能要求也越来越高。
宽带数字脉冲变压器的工作特性相当于带通滤波器，工作的低频端由变压器的开路电感决定，高频端的影响因素为漏电感、电容及直流电阻等参数。
本文重点介绍作者研究和设计过的宽带脉冲变压器在各种工作电路中的基本实际要求和电性参数。
2 宽带脉冲变压器的参数及特性2.1 DDS变压器DDS用于广域通信的网络数据通讯专用线路服务项目，其数据速率范围介于2.4～56kbps。
美国以外的国家所采用的速率通常为64或128kbps或更高。
DDS 在北美比较普及，且大部分采用56kbps的全双工模式，主要用于金融系统的专用数据传输、独立集团的广域网络或提供全时网络通路，也可用于遥测技术、ATM 自动服务系统。
此种通信系统的宽带变压器工作频率为0.1～112kHz，由于变压器的电感由传输速率的最低值决定，所以能工作在全速率的变压器，其电感应大于200mH，如果仅56kbps或更高的传输速率则电感大于40mH、漏电感小于45mH。
此种通信方式，传输线的阻抗为135W，在高频端时阻抗变为100W。
根据实际插入损耗的要求，变压器直流电阻的典型值为10～25W。
网络变压器生产厂家关于网络变压器回波损耗的定义及检测方法
网络变压器，亦称数据泵，网络隔离变压器，功能电气隔离共模抑制共模、差模噪音。
在国内外各网络变压器生产厂家及公司的产品介绍中，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，其所以如此，是因为这四项指标中的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，弄清这些指标的物理概念和检测方法是必要的。
今天，我们首先来弄清楚网络变压器回波损耗定义极其检测方法：（其检测方法属华强盛电子实际生产过程中使用并记录，非经允许，请勿擅自转播）在信号源内阻与负载电阻均为100欧的发送和接收系统之间插入网络变压器之后，不仅对信号幅度有一定的衰减，还会在一定程度上破坏阻抗匹配。
在阻抗失配的情况下，电压信号在传送过程中就会产生反射。
反射信号叠加在有用信号上，同样会造成误码或丢包现象。
回波损耗是用来衡量插入网络变压器后系统阻抗失配程度与信号频率之间的关系曲线。
回波损耗的定义是：传输系统中插入了网络变压器后反射信号与入射信号的比值。
一般回波损耗也用分贝(DB)来表示：回波损耗＝20*LOG(VR/VI)公式中的V1为入射信号的幅度，VR为反射信号的幅度检测网络变压器回波损耗的仪器仍然是网络分析仪，不过要对它重新设置，要由传送（transmission）状态改到回波(reflection)状态。
设置在传送状态下，用到了网络分析仪的RF OUT联接头和RF IN 联接头，而在回波状态下，只用网络分析仪的RF OUT联接头。
图6所示是网络分析检测网络变压器TX单元电路回波损耗的电路图。
在检测之前要对检测系统进行校正，在回波状态下校正有3个步骤：第一步开路（OPEN）校正：校正方法是取走图6中的待测网络变压器和100欧电阻，合平衡－－非平衡50欧/100欧阻抗转换器右端处于开路状态第二步短路(SHORT)校正。
校正方法是在第一步的基础上，用短导线将平衡——非平衡50欧/100欧阻抗转换器右端的两联接头短路第三步标准负载（LOAD）校正。
2.9.1频率特性的概念
教学内容2.9放大电路的频率特性2.9.1 频率特性的基本概念
2.9.2 三极管的高频小信号模型及高频参数
2.9.3 放大电路高频区频率特性
2.9.4 放大电路低频区频率特性
基本概念
◆频率特性、幅频特性、相频特性
◆频率失真、幅频失真、相频失真
◆线性失真、非线性失真
◆高频区/中频区/低频区增益
◆上限截止频率、下限截止频率
2.9.1频率特性的基本概念
1、频率特性的定义
放大电路的放大倍数与输入信号频率之间的关系。
u u ()() ()
A f A f f ϕ=∠幅频特性相频特性幅频失真相频失真
频率特性u i ω
ω13ω1
合成波ω
ω13ω1
合成波
u o 线性失真电路中线性电抗元件引起的
2、频率失真
2.9.1
频率特性的基本概念
（2）内因：放大电路中有电抗器件。
3、产生频率失真的原因
①耦合电容：
是人为引入的，
电容值较大，有几微法到几十微法；输入电容与输入信号串联，输出电容与输出端串联在电路中。
（1）外因：输入信号一般不是单一频率的正弦信号。
电容分为两类：
②极间电容：是随着三极管的制造产生的电容效应，
电容值较小，只有几皮法到几十皮法；分别是相当于并联在发射结和集电结上。
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电源变压器的特性参数
电源变压器的特性参数电源变压器的特性参数1 ⼯作频率变压器铁芯损耗与频率关系很⼤，故应根据使⽤频率来设计和使⽤，这种频率称⼯作频率。
2 额定功率在规定的频率和电压下，变压器能长期⼯作，⽽不超过规定温升的输出功率。
3 额定电压指在变压器的线圈上所允许施加的电压，⼯作时不得⼤于规定值。
4 电压⽐指变压器初级电压和次级电压的⽐值，有空载电压⽐和负载电压⽐的区别。
5 空载电流变压器次级开路时，初级仍有⼀定的电流，这部分电流称为空载电流。
空载电流由磁化电流（产⽣磁通）和铁损电流（由铁芯损耗引起）组成。
对于50Hz电源变压器⽽⾔，空载电流基本上等于磁化电流。
6 空载损耗指变压器次级开路时，在初级测得功率损耗。
主要损耗是铁芯损耗，其次是空载电流在初级线圈铜阻上产⽣的损耗（铜损），这部分损耗很⼩。
7 效率指次级功率P2与初级功率P1⽐值的百分⽐。
通常变压器的额定功率愈⼤，效率就愈⾼。
8 绝缘电阻表⽰变压器各线圈之间、各线圈与铁芯之间的绝缘性能。
绝缘电阻的⾼低与所使⽤的绝缘材料的性能、温度⾼低和潮湿程度有关。
电感量计算公式四、电感在电路中的作⽤基本作⽤：滤波、振荡、延迟、陷波等形象说法：―通直流，阻交流‖细化解说：在电⼦线路中，电感线圈对交流有限流作⽤，它与电阻器或电容器能组成⾼通或低通滤波器、移相电路及谐振电路等；变压器可以进⾏交流耦合、变压、变流和阻抗变换等。
由感抗XL=2πfL 知,电感L越⼤，频率f越⾼，感抗就越⼤。
该电感器两端电压的⼤⼩与电感L成正⽐，还与电流变化速度△i/△t成正⽐，这关系也可⽤下式表⽰：电感线圈也是⼀个储能元件，它以磁的形式储存电能，储存的电能⼤⼩可⽤下式表⽰：WL=1/2 Li2 。
可见，线圈电感量越⼤，流过越⼤，储存的电能也就越多。
电感的符号电感量的标称：直标式、⾊环标式、⽆标式电感⽅向性：⽆⽅向检查电感好坏⽅法：⽤电感测量仪测量其电感量；⽤万⽤表测量其通断，理想的电感电阻很⼩，近乎为零。
网络变压器的作用、原理及主要参数
前言图1所示的网络变压器(EthernetTransformer，也称数据汞/网络隔离变压器)模块是网卡电路中不可或缺的部分，它主要包含中间抽头电容、变压器、自耦变压器、共模电感。
该变压器一般都安装在网卡的输入端附近。
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。
本文将主要分析网络变压器的原理、主要参数及实现的功能。
功能Ethernet Transformer主要实现以下三个功能：1.满足IEEE 802.3电气隔离要求2.无失真传输以太网信号3.辐射发射的抑制电气隔离任何CMOS制程的芯片工作的时候产生的信号电平总是大于0V的(取决于芯片的制程和设计需求)，PHY输出信号送到100米甚至更长的地方会有很大的直流分量的损失。
而且如果外部网线直接和芯片相连的话，电磁感应(打雷)和静电，很容易造成芯片的损坏。
再就是设备接地方法不同，电网环境不同会导致双方的0V电平不一致，这样信号从A传到B，由于A设备的0V电平和B点的0V电平不一样，这样可能会导致很大的电流从电势高的设备流向电势低的设备。
网络变压器把PHY送出来的差分信号用差模耦合的线圈耦合滤波以增强信号，并且通过电磁场的转换耦合到连接网线的另外一端。
这样不但使网线和PHY之间没有物理上的连接而换传递了信号，隔断了信号中的直流分量，还可以在不同0V电平的设备中传送数据。
网络变压器本身就是设计为耐2KV~3KV的电压的。
也起到了防雷保护作用。
有些朋友的网络设备在雷雨天气时容易被烧坏，大都是PCB设计不合理造成的，而且大都烧毁了设备的接口，很少有芯片被烧毁的，就是变压器起到了保护作用。
隔离变压器可满足IEEE802.3的绝缘要求，但不能抑制EMI。
网口变压器简介
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频率响应
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共模传输特性
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理想中心抽头变压器
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
网口变压器简介
差模传输特性
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差模传输特性
主要考虑差模参数。频率范围考虑从1MHz到 100MHz（CAT5E）和250MHz（CAT6）
需要一些理想的假设简化初始的分析： 假设磁导率足够大可认为是无穷大 磁芯的此话足够小可认为是0 忽略磁芯损耗 忽略绕线电阻 所有磁力线都在绕线内（即没有漏磁） 忽略绕线间的电容
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非理想参数
有限的磁导率
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非理想参数
磁芯损耗：磁滞现象和涡旋电流损耗可以 用图中与线圈并联的电阻RCL表示。降低 磁芯损耗可以通过采用高电阻系数材料 （如铁氧体材料）和采用薄板磁芯阻止涡 旋电流的流动。
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非理想参数
绕线电阻
漏磁：磁力线不能在两个线圈中完全耦合， 可以用一个耦合系数k来描述，0<k<1。漏 磁和绕线技术和磁芯形状有关。
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非理想中心抽头变压
如图，LCT，△L，C12降低了共模衰减。△L产生了 差模——共模转换 因为LCT + △L≠0，所以中心抽头上存在共模电
压。 共模电压在线缆上驱动共模电流，产生辐射。
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共模电感
变压器的截止频率
变压器的截止频率
【最新版】
目录
1.变压器的截止频率与什么有关
2.变压器的频率范围
3.变压器工作时原边信号需要是固定频率吗
4.铁氧体变压器的正常工作频率范围
5.变压器的工作频率与它的自感系数的关系
正文
变压器的截止频率是指变压器在工作过程中，能够有效传输信号的最高频率。
它主要受到铁芯的导磁率和线圈的绕制工艺的限制。
变压器的频率范围通常取决于铁芯的导磁材料，不同的材料有不同的截止频率。
变压器在工作时，原边信号的频率并不需要是固定频率。
因为变压器的特性会随着频率的变化而变化，所以在一定范围内，频率的变化并不会影响变压器的正常工作。
但是，如果工作频率偏离了额定频率过多，可能会造成铁心磁通升高，磁通波形畸变，引起更多的损耗。
铁氧体变压器的正常工作频率范围是根据铁氧体的性质来决定的。
不同的铁氧体材料有不同的截止频率，因此它们的正常工作频率范围也不同。
一般来说，铁氧体变压器的正常工作频率范围在 10kHz 到 500kHz 之间。
变压器的工作频率与它的自感系数有着密切的关系。
对于有铁心或磁芯的变压器，由于其导磁率一般随频率的升高而降低，因此，工作频率越高，自感系数就越小，反之则越大。
所以在高频电路中，通常使用高频变压器，而在低频电路中，则使用低频变压器。
总的来说，变压器的截止频率是受到铁芯的导磁率和线圈的绕制工艺的限制的，而变压器的工作频率范围则取决于铁芯的导磁材料。
变压器工作的下限频率
变压器工作的下限频率是指变压器能够正常工作的最低交流电频率，通常为电网频率的一半。
在低频范围内，交流电的周期较长，磁路易于建立和消失，变压器的磁滞和涡流损耗相对较小，因此变压器可以在较低的频率下正常工作。
当变压器的工作频率降低时，磁性材料中的磁滞和涡流损耗也相应减小，这使得变压器的性能变化不大。
但是，当工作频率高于一定值时，变压器中的磁性材料性能的下降就比较明显了。
当工作频率继续升高时，变压器的工作特性就会受到影响，比如电压的变化率、漏磁等都会变差。
在电子设备中，变压器的使用非常广泛，它可以改变交流电的电压和电流，同时也能滤除交流电中的杂波和干扰。
而变压器的选择也需要考虑其工作频率、磁性材料类型、铁芯尺寸等因素。
对于一些特定的应用场景，如音频信号的传输和放大等，变压器的工作频率可能会更高。
在这种情况下，变压器的工作特性可能会受到更高频率的影响，如音频信号的谐波失真、磁性材料的饱和等。
因此，变压器工作的下限频率是一个重要的参数，它决定了变压器在特定应用中的性能表现和使用范围。
在实际应用中，需要根据具体的工作环境和要求来选择合适的变压器，并注意其工作频率是否符合要求。
总的来说，变压器工作的下限频率是变压器设计和应用中需要考虑的一个重要因素，它决定了变压器在特定应用中的性能表现和使用范围。
在实际应用中，需要根据具体的工作环境和要求来选择合适的变压器，并注意其工作频率是否符合要求。
同时，对于一些特殊的应用场景，如音频信号的传输和放大等，还需要考虑其他因素如信号失真、噪声等。
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关于网络变压器的四项频率特性简介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所示状态作为无损耗的参考标准。
并在显示屏上示出一条插入损为0dB的水平线。
因此人们习惯上把对测系统的正过称为“归零”。
检测产品时，去掉两条短路线，换上待测产品。
显示屏上将示出插入产品后的幅度随着频率改变而变化的插入损耗曲线。
图5所示是测得的TX和RX两个单元电路插入损耗曲线。
2网络变压器回波损耗的定义及其检测方法在信号源内阻与负载电阻均为10OΩ的发送或接收系统之间插入网络变压器之后，不仅对信号幅度有一定的衰减，还会在一定程度上破坏阻抗匹配。
在阻抗失配的情况下，电压信号在传送过程中就会产生反射。
反射信号叠加在有用信号上，同样会造成误码或丢包现象。
回波损耗是用来衡量插入网络变压器后系统阻抗失配程度与信号频率之间的关系曲线。
回波损耗的定义是：传输系统中插入了网络变压器后反射信号与入射信号的比值。
一般回波损耗也用分贝(dB)来表示：回波损耗=20×log(Vr／Vi) (2) (2)中的vi为入射信号的幅度，Vr为反射信号的幅度。
检测网络变压器回波损耗的仪器仍然是网络分析仪。
不过要对它重新设置，要由传送(Transmission) 状态改到回波(Reflection)状态。
设置在传送状态下，用到了网络分析仪的RF OUT联接头和RF IN联接头，而在回波状态下，只用网络分析仪的RF OUT联接头。
图6所示是网络分析仪检测网络变压器TX单元电路回波损耗的电路图。
在检测之前要对检测系统进行校正。
在回波状态下校正有3个步骤：第一步开路(Open)校正。
校正方法是取走图6中的待测网络变压器和lOOΩ电阻，使平衡--非平衡50Ω/100Ω阻抗转换器右端处于开路状态。
第二步短路(Short)校正。
校正方法是在第一步的基础上，用短导线将平衡非平衡5OΩ/100Ω阻抗转换器右端的两联接头短路。
第三步标准负载(Load)校正。
校正方法是在第二步的基础上，去掉短导线用比较精确的100Ω电阻接到阻抗转换器右端的两联接头上。
完成第三步校正后，在网络分析仪显示屏上将出现一条低于．60dB 的带有统计起伏的水平线。
这条水平线表示回波信号的幅度接近零。
然后再按图6所示方法接入待测网络变压器。
此时显示屏就会示出接入了待测网络变压器后的回波损耗对频率的关系曲线。
图7所示是测得典型网络变压TX 和RX两个单元电路的回波损耗曲线。
3网络变压器交越干扰的定义及其检测方法从图l看到，在一个典型网络变压器中有TX和Rx两个单元电路。
虽然两个单元电路之间没有直接的联系通道，但由于它们的距离很近，通过空间感应或寄生参数的耦合仍然有交越干扰的现象。
网络变压器交越干扰的定义是：两个单元电路中的一个单元电路中的信号V1与感应到另一个单元电路中的信号V2之比值。
一般交越干扰也用分贝(dB)来表示：交越干扰=20×log(V2／V1) (3)检测网络变压器交越干扰时，网络分析仪仍设置在Transmission状态下。
图8所示是检测网络变压器TX和RX两单元电路之间交越干扰时的电路图。
从图中看到，来自8712网络分析仪RF OUT的扫频信号只加在TX单元电路上，而网络分析仪RF IN接收的却是RX单元电路的信号。
TX和RX两单元电路另一端的IOO Ω电阻用来代替实际工作状态下所接的特性阻抗为lOOΩ的非屏蔽双绞线。
检测交越干扰之前仍然要对检测系进行校正。
校正方法与检测网络变压器插入损耗时相同。
图9所示是测得的典型网络变压器TX和R．X两个单元电路之间交越干扰对频率的关系曲线。
4网络变压器共模抑制比的定义及其检测方法局域网中传送的数据电压信号采用的是平衡信号。
在理想情况下，只有平衡信号通过网络变压器。
但计算机内部的非平衡信号通过某些寄生渠道会感应到与之相联接的网络变压器上，形成共模干扰信号。
网络变压器的另一端接的是长达数十米的非屏蔽双绞线。
非屏蔽双绞线上接收到的来自外界的共模干扰信号又会通过网络变压器传回到计算机内部。
接在计算机与非屏蔽双绞线之间的网络变压器对共模干扰信号有抑制作用。
网络变压器共模抑制比的定义是：网络变压器输入端的共模干扰信号幅度V'm与输出端的共模干扰信号幅度Vout之比值。
一般共模抑制比也用分贝(dB)来表示：共模抑制比=20~log(Vout／V-m) (4)检测网络变压器共模抑制比时，网络分析仪仍然设置在Transmission状态下。
图l0所示是检测网络变压器TX和RX两单元电路的共模抑制比时的电路图。
网络变压器工作时，其输入和输出端都接有100Ω的电阻。
为了模仿实际实情况，检测网络变压器共模抑制比时，在其相应的Pin脚上各接有50Ω的电阻。
Rl、R2两个50Ω电阻串联起来作为输入端的100Ω电阻；、R5两个50Ω电阻串联起来作为输出端的100Ω电阻。
R3和两个50Ω电阻是两段特性阻抗为50Ω电缆的匹配电阻。
检测网络变压器共模抑制比前，仍然要对检测系统进行校正。
校正方法是取走图lO中待测产品和所有电阻，利用50Ω的电缆转接头将接在网络分析仪RF OUT和I IN上的两电缆联起来，再按下校正按键。
图ll所示是测得典型网络变压器的TX和RX两个单元电路的共模抑制比对频率的关系曲线。
参考《电阻、扼流圈组成的平衡与非平衡之间阻抗转换器．教学与科技》。