RJ45网口变压器工作原理及设计的指南
网络变压器原理
网络变压器原理
网络变压器是一种用于传输、分配或转换电能的装置。
它通过将输入电源的电压和电流变换到不同的电压和电流，以满足其他设备的需求。
网络变压器的工作原理基于电磁感应。
它由一个主线圈和一个副线圈组成。
当主线圈中有电流通过时，会在副线圈中产生磁场。
根据电磁感应定律，这个磁场会引起副线圈中的电流产生变化。
副线圈上的电压取决于主线圈和副线圈之间的匝数比例。
通过调整主线圈和副线圈的匝数比例，可以实现输入电压到输出电压的变换。
如果主线圈的匝数比副线圈少，那么输出电压将比输入电压小；反之，如果主线圈的匝数比副线圈多，输出电压将比输入电压大。
此外，网络变压器还可以通过改变输入电流和输出电流之间的匝数比例来变换电流。
当匝数比例大于1时，输出电流会比输入电流大；当匝数比例小于1时，输出电流会比输入电流小。
网络变压器的主要应用包括电力输送、电力配送、电子设备的供电等。
它的优势在于能够实现电能的高效传输和转换，同时还能提供电气隔离和安全保护。
RJ45网口变压器工作原理及设计指南
要求。
高效率与低能耗
随着环保意识的不断提高，未来 RJ45网口变压器需要不断提高效 率、降低能耗，以实现绿色环保
的发展目标。
多功能与智能化
未来RJ45网口变压器需要具备更 多的功能和智能化特性，例如集 成滤波器、防雷击等，以满足网 络通信设备对信号质量、安全可
02
市场竞争格局变化
随着技术的不断进步和市场需求的不 断变化，RJ45网口变压器的市场竞争 格局也将发生变化，将会有更多的企 业加入到这个市场中。
03
行业标准与规范不断 完善
为了规范市场和促进行业发展，相关 行业标准和规范将不断完善，从而推 动RJ45网口变压器行业的健康发展。
未来发展方向
微型化与集成化
材料选择
选用优质绝缘材料和高导磁材料，以 减小能量损失和电磁干扰。
04
RJ45网口变压器性能测试与 优化
测试方法与标准
测试方法
通过使用网络分析仪、信号发生器和示波器等设备，对RJ45网口变压器的电气性能进行测试，包括插 入损耗、回波损耗、阻抗匹配等参数。
测试标准
依据国际和国内的相关标准，如IEEE 802.3和GB/T 18890等，对RJ45网口变压器的性能进行评估和 比较。
常见应用场景
家庭网络
家庭中常见的路由器、交换机、调制解调器 等网络设备上，通常都会使用到RJ45网口变 压器。
办公网络
办公室中的电脑、服务器、打印机等设备通过网线 连接时，也需要使用到RJ45网口变压器。
工业网络
工业控制系统中，各种传感器、执行器、 PLC等设备之间的通信，也需要用到RJ45网 口变压器。
网络变压器工作原理
网络变压器工作原理
网络变压器是一种将电能进行变压或隔离的电器设备。
其工作原理主要基于法拉第电磁感应定律以及互感现象。
网络变压器由两个绕组组成，其中有一个称为“主绕组”，另一个称为“副绕组”。
主绕组通常与电源相连接，而副绕组则与负载设备相连接。
当电流通过主绕组时，它会产生一个电磁场。
根据法拉第电磁感应定律，这个变化的磁场会在副绕组中产生一个感应电动势。
这个感应电动势将导致副绕组中的电流流动。
根据互感现象，主绕组和副绕组的电磁场是相互耦合的，因为它们彼此靠近并通过铁芯连接。
这种耦合使得主绕组中的变化电流能够有效地传递到副绕组中。
通过改变主绕组和副绕组的匝数比例，网络变压器可以实现输入电压与输出电压之间的变换。
如果主绕组的匝数比副绕组大，输出电压将会降低；如果主绕组的匝数比副绕组小，输出电压将会升高。
此外，网络变压器还可以提供电气隔离，使输入电路与输出电路相互隔离，从而确保用户的安全性。
总之，网络变压器通过利用法拉第电磁感应和互感现象，将输入电压变换为输出电压，并提供电气隔离，实现了电能的传递和变换。
网络变压器原理、制程、测试及可靠性介绍
1CT:1CT
1CT:1CT
1CT:1CT
1CT:1CT
TD4- 12
TD3- 9 TCT4 10 TD4+ 11
TD2- 6 TCT3 7 TD3+ 8
TD1- 3 TCT2 4 TD2+ 5
TCT1 1 TD1+ 2
李老师编辑
以太網磁性元件帶POE功能應用介紹
什麼是POE?
POWER OVER ETHERNET
1)新設計包裝產品樣品送樣、必須做跌落實驗。同一款 樣品已經送樣並做過跌落實驗的後續.
李老师编辑
跌落試驗(目的和要求)
2)新產品項目在第一次用於量產時，必須做跌落實驗。 同一款量產產品已經做過跌落實驗的後續該產品如沒 有更改任何包裝材料和包裝形式無須再做跌落實驗．
3）還有另外情況，包裝重量較重，需要改變包裝數 量，包裝材料或其他包裝形式，也必須做跌落測試。 具體依據實際情況定義同樣參照第七項做跌落測試. 常用七次跌落
李老师编辑
跌落試驗(目的和要求)
目的: 跌落測試是為了檢驗產品性能和包裝設計依據該 實驗測試可以評估產品的性能和易損壞的部位，針對 性地進行彌補和改善，確保該產品在搬運、儲存和不 同運輸環境條件的可靠性，特制定本程式。
要求:不論何種包裝，都必須借助簡易測量工具，並帶有 測量單位和可升降，而且具有高精度控制跌落高度， 或者使用米尺測量。
以太網磁性組件EMI控制
1.從設計角度: 選用高阻抗的小環,嚴格控制預膠絞線節數5-8節,盡可能 擺放順著磁力線的路徑擺放線圈,如此將保證良好的 CMRR ,CMA(CM to CM Rejection)參數，以保證EMI。
2.從相容角度: EMI不僅僅是單個component問題,需與客戶晶片相容,基 板的元件佈局很關建,在產品設計之出做好互動.
网络接口(RJ45)布线设计简要说明
在嵌入式工控系统中，常用的是10Mbps/100Mbps网络接口。
但是由于CPU 快速的发展，1000Mbps网络也开始在嵌入式系统中使用。
它们的通讯频率都是100BASE-TX标准：125MHz。
英创公司的ESM6802嵌入式主板，可以提供1000Mbps网络接口，符合1000BASE-T（IEEE802.3ab）标准。
对于10Mbps/100Mbps兼容网络，有2对差分信号线，TX（TX+、TX-）和RX（RX+、RX-），信号TX与RX是相互独立的信号线。
对于英创公司提供的1000Mbps网络，可以向下兼容10Mbps/100Mbps网络，使用4对差分信号线，数据传输时，会使用全部4对差分信号线。
所以对于PCB 走线，要求更高。
然而不少的客户在对以太网端口进行布线设计时，并没有按照以太网信号的差分、阻抗要求进行设计，或者没有考虑网络端口的ESD相关问题，最终导致一部份设备会出现无法预期的异常，或出现损坏率很高的情况。
这篇文章会基于英创公司的嵌入式工控主板接口，简单描述网络接口设计时需要注意的地方，以提高产品的稳定与可靠性。
1、网络信号走线要求同于网络通讯常用的UTP CAT5e网线，在1Mhz-100Mhz频率下，为100欧阻抗，所以为了得到更好的信号传输特性，PCB板上的每对差分信号线也需要设计/生产为100欧阻抗。
例如，在ESMARC EVB V5.0中，每对网络差分信号线的线宽为7mil，线距为8mil，在PCB加工生产说明文档/邮件中，就提出阻抗要求：(线宽-线距-线宽)7mil-8mil-7mil，阻抗100欧。
一般情况下，PCB厂家会根据你的要求，重新调整铜皮，使信号线的阻抗在要求值的+/-10以内，即可满足要求。
为了保证高频差分信号线上的信号相位差足够小，需要尽可能保证每一对差分信号线长一致，或控制最大线差长度。
对于网络通讯信号线，将信号线最大长度差控制在+/-25mil以内即可。
变压器工作原理及概述课件
定期对变压器油进行化验，确保油的品质和纯净度符合要求。
变压器电气性能测试
定期对变压器的电气性能进行测试，如绝缘电阻、介质损耗等。
变压器常见故障及处理
变压器过载
当变压器所承受的负荷超过其额定值时，会出现过载现象，应采取措 施降低负荷或更换更大容量的变压器。
变压器绕组短路
当绕组间的绝缘损坏时，会发生短路现象，应修复损坏的绕组或更换 整个绕组。
匝数比是指一次绕组与二次绕组的匝 数之比，它决定了变压器的电压变换 比。
由于匝数比的差异，二次绕组的感应 电动势与一次绕组的感应电动势不同 ，从而实现电压的变换。
CHAPTER
03
变压器运行特性
变压器电压调整率
电压调整率
指变压器在负载变化时输 出电压的相对变化量，是 衡量变压器性能的重要指 标之一。
变压器在电力系统中的作用
01
02
03
电压变换
变压器可以将电网中的电 压升高或降低，以满足用 与用户 设备隔离，提高设备的安 全性。
阻抗匹配
变压器可以改变阻抗，使 设备与电网或用户设备之 间实现阻抗匹配，提高传 输效率。
CHAPTER
02
变压器工作原理
变压器基本工作原理
浸渍与干燥工艺
对变压器进行浸渍处理，提高 其绝缘性能，并进行干燥处理
。
检测与试验
对成品变压器进行性能检测和 试验，确保其符合设计要求和
安全标准。
变压器材料选择与性能要求
绕组材料
根据电压等级和电流容量，选 择合适的导线材料，如铜、铝
等。
铁芯材料
选择具有高磁导率和低损耗的 硅钢片作为铁芯材料。
绝缘材料
02
变压器通过改变初级线圈的匝数 或次级线圈的匝数，实现交流电 压的升高或降低。
RJ45网口变压器工作原理及设计指南
2024/10/9
3
简介
变压器旳构成： 脉冲（隔离）变压器 共模电感 自耦变压器 电容 电阻 封装/构造（集成变压器中旳连接器管脚和走线）
2024/10/9
4
简介
经典旳以太网口电路
2024/10/9
5
差模传播特征
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6
差模传播特征
主要考虑差模参数。频率范围考虑从1MHz到 100MHz（CAT5E）和250MHz（CAT6）
不可能经过变压器旳data sheet判断变压器旳特征。能 够使用网络分析仪测试，但要注意系统性能是不同旳， 假如不了解系统旳特征，不能完全判断变压器旳特征。 而且测试措施也没有一定旳原则。
本文解释那些影响以太网变压器EMI性能旳主要参数， 在一般配置下，需要一种bench-level测试措施来测试 变压器特征。
网口变压器
简介 差模传播特征（功能性特征） 共模传播特征（EMI克制特征）
2024/10/9
1
简介
以太网设备在收发器和网线间使用变压器，其包括中 心抽头变压器，自耦变压器，共模电感。最新旳以太 网设备经过变压器提供48V电源，采用集成连接器，应 用越来越广泛。这些器件旳特征对于EMI旳克制很关键。
2024/10/9
39
共模模式旳参数
中心抽头连接电感L1，增长中心抽头连接阻抗， 主要决定于布线旳情况。不会在中心抽头处产生 信号间转换，但明显降低了100MHz以上旳共模 克制性能。
此电感经典值是10nH
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40
共模模式旳参数
中心抽头电容容值：假如容值用0.1uF，与10nH 串联电感在5MHz发生谐振。在谐振频率以上， 中心抽头连接旳阻抗主要体现为感性。使用不同 旳中心抽头电容能够取得不同旳谐振频率，但最 佳确保感值L最小。
网路变压器介绍及应用测试
Ethernet Cable
PHY
NB MB HuB VoIP Switch Webcam ......
變壓器主要功能
傳輸與隔離
利用變壓器的電磁耦合特性，傳遞訊號阻擋異常高壓
抑制雜訊
透過變壓器內的濾波器，達到雜訊的抑制
阻抗匹配
透過調整線圈數，達成阻抗匹配的效果以利傳輸
變壓器主要功能
Isolation Transformer
變壓器工作原理
I common mode noise
Auto Transformer
I Common Mode Choke
Auto Transformer
當共模雜訊進入Auto Transformer時，線圈因感應呈現零 阻抗的狀態，雜訊將透過中間抽頭接地，將雜訊導流
理想變壓器
ZS
I1
I2
+
VS
初級繞線
次級繞線
電生磁、磁生電 導線有電流通過時會產生磁場，磁場中的導線會感應電流 信號為交流 交流的特性可以在導線上產生電流,可在變壓器中傳遞
變壓器工作原理
I common mode noise
I
Common Mode Choke
Common Mode Choke
當共模雜訊進入Common Mode Choke時，線圈因感應 呈現高阻抗的狀態，可將雜訊阻隔
▪ Core有錳鋅及鎳鋅材,μ值1500以下為鎳鋅材,以上為錳鋅 材.
▪ 主Core以耐8 mA DC Bias的材質製作, Choke則以850μ材質為
主,現逐漸以750u材質替代.
主要材料-Wire
Wire使用QPN200 0.10mm R QPN--是指超厚膜聚胺脂/聚銑胺復合漆包 銅線﹐其膜厚最小0.028mm, 可耐4000Vrms. 200 表示漆包層耐溫等級 0.1mm 是指銅線直徑 R 表示Coating層顏色
rj45接口的工作原理解析
rj45接口的工作原理解析rj45接口是一种常见的网络连接接口，广泛用于以太网通信中。
它是一种8个针脚的连接器，可以通过双绞线来传输数据信号。
在这篇文章中，我们将深入解析rj45接口的工作原理，包括其物理结构、信号传输和接线标准等方面。
一、物理结构rj45接口通常由一个外壳、八个针脚和一个保持夹组成。
这个接口采用了8P8C（八位置八针）的布线方式，其中8个针脚被分成四对。
这种布线方式采用双绞线来实现数据传输，其中每一对线缆都用于传输不同的信号。
二、信号传输rj45接口通过双绞线进行信号传输。
双绞线是由一对一对的细小铜线组成，每对都被包裹在一起，旨在减少电磁干扰。
在数据传输中，通常使用两对双绞线进行发送和接收，每一对用于一个方向的数据传输。
当数据从发送器传输到接收器时，传输的数据信号会经过一系列的变换和处理。
发送器将数字信号转换为模拟信号，并通过双绞线发送出去。
接收器在接收到信号后，对其进行解码和处理，将之还原为数字信号。
三、接线标准为了确保正确的信号传输，rj45接口需要遵循一定的接线标准。
其中最常用的是TIA/EIA-568标准，该标准规定了双绞线在rj45接口中的连接方式。
根据这个标准，一个rj45接口的八个针脚分别是：1. Transmit + (发送正)2. Transmit - (发送负)3. Receive + (接收正)4. 不使用5. 不使用6. Receive - (接收负)7. 不使用8. 不使用根据这种连接方式，数据信号将通过第一、第二对双绞线进行发送，而第三、第六对双绞线则用于接收信号。
四、总结与回顾在本文中，我们深入探讨了rj45接口的工作原理。
我们了解到，rj45接口通过双绞线进行信号传输，采用8P8C的布线方式，其中每对线缆都用于不同方向的数据传输。
了解了接线标准的重要性，通过遵循TIA/EIA-568标准，可以确保数据在接口中正确传输。
通过本文的分析，我们对rj45接口的工作原理有了更全面、深刻和灵活的理解。
网络变压器的工作原理介绍和EMC设计
网络变压器的工作原理介绍和EMC设计1、网络变压器的介绍网络变压器也被称作“数据汞”，也可称为网络隔离变压器。
它在一块网络接口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；二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。
它主要用在网络交换机、路由器、网卡、集线器里面，起到信号耦合、高压隔离、阻抗匹配、电磁干扰抑制等作用。
网络变压器用于交换机和网卡的设计拓扑图：以太网设备在收发器和网线间使用变压器，其包含中心抽头变压器，自耦变压器，共模电感。
最新的以太网设备通过变压器提供48V电源，采用集成连接器，应用越来越广泛。
这些器件的特性对于EMI的抑制很关键。
2、网络变压器分类产品依据结构类型，可以分为两类:a.离散性网络变压器(DiscreteLAN Magnetics Module)；b.内部集成磁性变压器模块的RJ45连接器 (RJ45 Connector with Integrated Magnetics,ICMs)。
产品依据客户焊接类型，可以分为两类:a.表面贴装元件 (SMT,Surface Mount Type)；b.插件元件(TH,Through-Hole Type)。
产品依据传输速率，可以分类四类:a. 10Base-T；b. 10/100Base-T；c. 1000 Base-T；d. 10G Base-T。
(Base-T: Baseband，双绞线对。
简而言之，Base-T是一种以bps速率工作的局域网（LAN）标准，它通常被称为快速以太网，并使用UTP（非屏蔽双绞线）铜质电缆。
快速以太网有三种基本的实现方式：Base-FX、 Base-T、和1Base-T4。
每一种规范除了接口电路外都是相同的，接口电路决定了它们使用哪种类型的电缆。
RJ45制作与原理教程
RJ45制作与原理教程一、首先，让我们来具体认识一下什么是双绞线I1、双绞线：作为一种传输介质它是由二根包着绝缘材料的细铜线按一定的比率相互缠绕而成。
图为超五类双绞线，由四对相互缠绕的线对构成，共八根线。
2、为什么要把二根线双绞？因为这种相互缠绕改变了电缆原有的电子特性。
这样不但可以减少自身的串扰，也可以最大程度上防止其它电缆上的信号对这对线缆上的干扰。
3、双绞线分类：1)双绞线按其绞线对数可分为：2对，4对，25对。
（如2对的用于电话，4对的用于网络传输，25对的用于电信通讯大对数线缆）2)按是否有屏蔽层可分为：屏蔽双绞线（STP）与非屏蔽双绞线（UTP）两大类。
3)按频率和信噪比可分为：3类，4类，5类和超5类。
现在很多地方已经用上了六类线甚至七类线。
用在计算机网络通信方面至少是3类以上。
以下列出各类线说明：一类：主要用于传输语音（一类标准主要用于八十年代初之前的电话线缆），不用于数据传输。
二类：传输频率为1MHz，用于语音传输和最高传输速率4Mbps的数据传输，常见于使用4Mbps规范令牌传递协议的旧的令牌网。
.I"三类:指目前在ANSI和EIA/TIA568标准中指定的电缆。
该电缆的传输频率为16MHz,用于语音传输及最高传输速率为10Mbps的数据传输，主要用于10base-T四类:该类电缆的传输频率为20MHz,用于语音传输和最高传输速率16Mbps的数据传输，主要用于基于令牌的局域网和10base-T/100base-T。
五类:该类电缆增加了绕线密度,外套一种高质量的绝缘材料,传输频率为100MHz,用于语音传输和最高传输速率为100Mbps的数据传输，主要用于100base-T和10base-T网络，这是最常用的以太网电缆。
4、双绞线的性能指标对于双绞线,用户最关心的是表征其性能的几个指标。
这些指标包括衰减、近端串扰、阻抗特性、分布电容、直流电阻等。
(1)衰减.60衰减(Attenuation)是沿链路的信号损失度量。
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。
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2020/8/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。
2020/8/11
网口变压器
简介 差模传输特性（功能性特性） 共模传输特性（EMI抑制特性）
2020/8/11
1
简介
以太网设备在收发器和网线间使用变压器，其包含中 心抽头变压器，自耦变压器，共模电感。最新的以太 网设备通过变压器提供48V电源，采用集成连接器，应 用越来越广泛。这些器件的特性对于EMI的抑制很关键。
降 振荡幅值和阻尼系数决定于
LL，CD，R2。（假设源阻抗 可以忽略）
2020/8/11
18
频率响应
脉冲峰值的响应曲线如右 图
响应主要决定于磁化电感 和负载阻抗R2
漏感远小于磁化电感，可 以忽略
分布电容可以忽略，因为 电流不经过此电容
负载电压随时间指数降低
2020/8/11
19
频率响应
2020/8/11
8
差模传输特性
R2
环形磁芯上的自感和互感
2020/8/11
9
差模传输特性
变压器的线路符号
阻抗的转换
2020/8/11
10
差模传输特性
磁芯的磁化和饱和
2020/8/11
11
非理想参数
有限的磁导率
2020/8/11
12
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。
主要功能性（差分）参数：变比；磁化电感（开 路电感）；插入损耗；回返损耗（与所有差分参 数有关）
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。
2020/8/11
2
简介
以太网变压器的功能： 满足IEEE 802.3中电气隔离的要求 不失真的传输以太网信号 EMI抑制： EMI特性直接与CM特性相关； 相关信息不会出现在data sheet中； 结构中寄生参数有明显的影响； 手工绕线——影响共模性能的一致性； 封装中的布线很重要； 封装尺寸及HV的要求限制了一些可能的选择； 价格方面的考虑。
2020/8/11
27
以太网线的传输模式
理解以太网线的传输模式是理解变压器EMI抑制 功能的关键。
典型的UTP（非屏蔽网线）和传导的环境（如传 导的GND）是一个多（9）导体的传输线。有意 和无意信号同时传输。有意信号是信号对两线间 的差模信号。无意信号包括：信号对之间的共模 /差模混合信号。信号与环境间的共模信号
2020/8/11
13
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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非理想参数
分布电容：绕线和磁芯之间的耦合，相邻绕线间的耦合
线圈间电容：初级和次级线圈间的电容，容值足够小，对 于正常差模信号没有影响，对于无意的共模信号有足够低 的阻抗，会明显影响EMI相关特性。
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简介
变压器的构成： 脉冲（隔离）变压器 共模电感 自耦变压器 电容 电阻 封装/结构（集成变压器中的连接器管脚和走线）
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简介
典型的以太网口电路
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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）
漏感远小于磁化电感，可 以忽略
响应曲线是指数阻尼振荡 下降
振荡幅值和阻尼系数决定 于磁化电感，分布电容和 负载阻抗。
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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
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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差模传输特性
法拉第定律，闭合环路的感应电动势与磁力线随 时间的变化率成比例。
理想变压器电压，电流和变比之间的关系
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变压器共模特性
共模抑制效能是各器件特性，寄生参数及相互影 响的综合结果
不能仅通过data sheet中的电路图来判断抑制效 能，现在的data sheet对判断EMI抑制性能只有很 少的作用
EMI性能的测试并不容易，需要特定的测试环境 及测试夹具。
与其它滤波器一样，源和负载的共模阻抗及参考 面的阻抗对变压器的共模抑制都很关键。
不可能通过变压器的data sheet判断变压器的特性。可 以使用网络分析仪测试，但要注意系统性能是不同的， 如果不了解系统的特性，不能完全判断变压器的特性。 并且测试方法也没有一定的标准。
本文解释那些影响以太网变压器EMI性能的主要参数， 在通常配置下，需要一个bench-level测试方法来测试 变压器特性。
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共模电感
对有意差分信号的传输，以及对无意共模信号的抑制，如 图
共模电感的符号和模型。分布电容CCMC降低高频共模电感 的阻抗。有损铁氧体（软铁氧体）由于能量耗散是有好处 的。ZCMC是电阻性而非电抗性。LCMC和RCMC的高阻抗和 CCMC是相互制约的两个参数。
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变压器参数总结
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非理想参数
变压器等效电路
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频率响应
降低磁化和泄露电感和分布电容可以增加频 率范围
降低磁芯损耗和绕线电阻可以降低插入损耗
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频率响应
脉冲上升的时域响应如右图 并联的磁化电感LM对于上升
沿有很大的阻抗，可以忽略 响应曲线是指数阻尼振荡下