網(wǎng)絡(luò)變壓器功能

一、電氣隔離

任何CMOS制程的芯片工作的時候產(chǎn)生的信號電平總是大于0V的(取決于芯片的制程和設(shè)計需求)，PHY輸出信號送到100米甚至更長的地方會有很大的直流分量的損失。而且如果外部網(wǎng)線直接和芯片相連的話，電磁感應(yīng)(打雷)和靜電，很容易造成芯片的損壞。

再就是設(shè)備接地方法不同，電網(wǎng)環(huán)境不同會導(dǎo)致雙方的0V電平不一致，這樣信號從A傳到B，由于A設(shè)備的0V電平和B點(diǎn)的0V電平不一樣，這樣可能會導(dǎo)致很大的電流從電勢高的設(shè)備流向電勢低的設(shè)備。

網(wǎng)絡(luò)變壓器把PHY送出來的差分信號用差模耦合的線圈耦合濾波以增強(qiáng)信號，并且通過電磁場的轉(zhuǎn)換耦合到連接網(wǎng)線的另外一端。這樣不但使網(wǎng)線和PHY之間沒有物理上的連接而換傳遞了信號，隔斷了信號中的直流分量，還可以在不同0V電平的設(shè)備中傳送數(shù)據(jù)。

網(wǎng)絡(luò)變壓器本身就是設(shè)計為耐2KV~3KV的電壓的。也起到了防雷保護(hù)作用。有些朋友的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在雷雨天氣時容易被燒壞，大都是PCB設(shè)計不合理造成的，而且大都燒毀了設(shè)備的接口，很少有芯片被燒毀的，就是變壓器起到了保護(hù)作用。

隔離變壓器可滿足IEEE802.3的絕緣要求，但不能抑制EMI。

二、共模抑制

在雙絞線中的每一根導(dǎo)線是以雙螺旋形結(jié)構(gòu)相互纏繞著。流過每根導(dǎo)線的電流所產(chǎn)生的磁場受螺旋形的制約。流過雙絞線中每一根導(dǎo)線的電流方向，決定每對導(dǎo)線發(fā)射噪音的程度。在每對導(dǎo)線上流過差模和共模電流所引起的發(fā)射程度是不同的，差模電流引起的噪音發(fā)射是較小的，所以噪音主要是由共模電流決定。

⒈ 雙絞線中的差模信號

對差模信號而言，它在每一根導(dǎo)線上的電流是以相反方向在一對導(dǎo)線上傳送。如果這一對導(dǎo)線是均勻的纏繞，這些相反的電流就會產(chǎn)生大小相等，反向極化的磁場，使它的輸出互相抵消。

⒉ 雙絞線中的共模信號

共模電流在兩根導(dǎo)線上以相同方向流動，并經(jīng)過寄生電容Cp到地返回。在這種情況下，電流產(chǎn)生大小相等極性相同的磁場，它們的輸出不能相互抵消。共模電流在對絞線的表面產(chǎn)生一個電磁場，它的作用正如天線一樣。

三、共模、差模噪音及其EMC

電纜上噪音有從電源電纜和信號電纜上產(chǎn)生的輻射噪音和傳導(dǎo)噪音兩大類。這兩大類中又分為共模噪音和差模噪音兩種。差模傳導(dǎo)噪音是電子設(shè)備內(nèi)部噪音電壓產(chǎn)生的與信號電流或電源電流相同路徑的噪音電流，如圖4所示。減小這種噪音的方法是在信號線和電源線上串聯(lián)差模扼流圈、并聯(lián)電容或用電容和電感組成低通濾波器，來減小高頻的噪音。

這種噪音產(chǎn)生的電場強(qiáng)度與電纜到觀測點(diǎn)的距離成反比，與頻率的平方成正比，與電流和電流環(huán)路的面積成正比。因此，減小這種輻射的方法是在信號輸入端加LC低通濾波器阻止噪音電流流進(jìn)電纜;使用屏蔽電纜或扁平電纜，在相鄰的導(dǎo)線中傳輸回流電流和信號電流，使環(huán)路面積減小。

共模傳導(dǎo)噪音是在設(shè)備內(nèi)噪音電壓的驅(qū)動下，經(jīng)過大地與設(shè)備之間的寄生電容，在大地與電纜之間流動的噪音電流產(chǎn)生的。

減小共模傳導(dǎo)噪音的方法是在信號線或電源線中串聯(lián)共模扼流圈、在地與導(dǎo)線之間并聯(lián)電容器、組成LC濾波器進(jìn)行濾波，濾去共模傳導(dǎo)噪聲。

在以太網(wǎng)設(shè)備中，通過PHY接RJ45時，中間都會加一個網(wǎng)絡(luò)變壓器。有的變壓器中心抽頭接到地。而且接電源時，電源值又可以不一樣，3.3V，2.5V，1.8V都有。這個變壓器的作用分析如下:

1、中間抽頭為什么有些接電源?有些接地?這個主要是與使用的PHY芯片UTP口驅(qū)動類型決定的，這種驅(qū)動類型有兩種，電壓驅(qū)動和電流驅(qū)動。電壓驅(qū)動的，需要將抽頭接到電源;電流驅(qū)動的就通過電容接地。所以對于不同的芯片，中心抽頭的接法，與PHY是有密切關(guān)系的，具體還要參看芯片的datasheet和參考設(shè)計了。

2、為什么接電源時，又接不同的電壓呢?這個也是所使用的PHY芯片資料里規(guī)定的UTP端口電平?jīng)Q定的。決定的什么電平，就得接相應(yīng)的電壓了。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。

⒊這個變壓器到底是什么作用呢，可不可以不接呢。從理論上來說，是可以不需要接變壓器，直接接到RJ45上，也是能正常工作的。但是呢，傳輸距離就很受限制，而且當(dāng)接到不同電平網(wǎng)口時，也會有影響。而且外部對芯片的干擾也很大。當(dāng)接了網(wǎng)絡(luò)變壓器后，它主要用于信號電平耦合。其一，可以增強(qiáng)信號，使其傳輸距離更遠(yuǎn);其二，使芯片端與外部隔離，抗干擾能力大大增強(qiáng)，而且對芯片增加了很大的保護(hù)作用(如雷擊);其三，當(dāng)接到不同電平(如有的PHY芯片是2.5V，有的PHY芯片是3.3V)的網(wǎng)口時，不會對彼此設(shè)備造成影響。

產(chǎn)品主要應(yīng)用于:高性能數(shù)字交換機(jī);SDH/ATM傳輸設(shè)備;ISDN、ADSL、VDSL、POE受電設(shè)備綜合業(yè)務(wù)數(shù)字設(shè)備;FILT光纖環(huán)路設(shè)備;以太網(wǎng)交換機(jī)等等，如裕泰電子的YL18-2050S，YL18-3002S等比較常見!

數(shù)據(jù)泵是消費(fèi)級PCI網(wǎng)卡上都具備的設(shè)備，數(shù)據(jù)泵也被叫做網(wǎng)絡(luò)變壓器或可稱為網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器。

它在一塊網(wǎng)卡上所起的作用主要有兩個，一是傳輸數(shù)據(jù)，它把PHY送出來的差分信號用差模耦合

的線圈耦合濾波以增強(qiáng)信號，并且通過電磁場的轉(zhuǎn)換耦合到不同電平的連接網(wǎng)線的另外一端;一

是隔離網(wǎng)線連接的不同網(wǎng)絡(luò)設(shè)備間的不同電平，以防止不同電壓通過網(wǎng)線傳輸損壞設(shè)備。除此

而外，數(shù)據(jù)汞還能對設(shè)備起到一定的防雷保護(hù)作用。

網(wǎng)絡(luò)變壓器主要有信號傳輸、阻抗匹配、波形修復(fù)、信號雜波抑制和高電壓隔離等作用。

網(wǎng)絡(luò)變壓器在以太網(wǎng)中的作用在以太網(wǎng)設(shè)備中，通過PHY接RJ45時，中間都會加一個網(wǎng)絡(luò)變壓器。有的變壓器中心抽頭接到地。而接電源時，電源值又可以不一樣，3.3V，2.5V，1.8V都有。

中間抽頭有些接電源，而有些接地。這個主要是由使用的PHY芯片UTP口驅(qū)動類型決定的。這種驅(qū)動類型有兩種，電壓驅(qū)動和電流驅(qū)動。電壓驅(qū)動的就要接電源;電流驅(qū)動的就直接接個電容到地即可。所以對于不同的芯片，中心抽頭的接法，與PHY是有密切關(guān)系的，具體還要參看芯片的datasheet和參考設(shè)計。接電源時要接不同的電壓，也是所使用的PHY芯片資料里規(guī)定的UTP端口電平?jīng)Q定的。

從理論上來說，可以不需要接變壓器，直接接到RJ45上也是能正常工作的。但是傳輸距離就很受限制，而且當(dāng)接到不同電平網(wǎng)口時，也會有影響。而且外部對芯片的干擾也很大。當(dāng)接了網(wǎng)絡(luò)變壓器后，它主要用于信號電平耦合。可以有以下作用: