Moduł magnetyczny Ethernet: Przewodnik do specyfikacji i wyboru

Moduł magnetyczny Ethernet (zwany równieżMagnetyki LAN), znajdujący się pomiędzy kablem Ethernet PHY a kablem RJ45/, zapewnia izolację galwaniczną, sprzężenie różnicowe i tłumienie hałasu w trybie wspólnym.Wprowadzenie/strata zwrotu, poziom izolacji i ślad zapobiega niestabilności łącza, problemom z EMI i niepowodom w testach bezpieczeństwa.

Jest to autorytatywny przewodnik do modułów magnetycznych Ethernet: funkcje, kluczowe specyfikacje (350μH OCL, ~1500 Vrms izolacja), różnice 10/100 vs 1G, układ i lista kontrolna wyboru.

Nie ma mowy.Co robi Ethernet Magnetic Module?

/ - Co?Moduł magnetyczny EthernetWykonuje trzy ściśle powiązane role:

1. Izolacja galwaniczna.Stwarza barierę bezpieczeństwa między kablem (MDI) a logiką cyfrową, chroniąc urządzenia i użytkowników przed nadwyżkami i spełniając napięcia testowe bezpieczeństwa.Praktyka przemysłowa i wytyczne IEEE zazwyczaj wymagają przeprowadzenia badania odporności na izolację na porcie .
2. Połączenie różnicowe i dopasowanie impedancji.Transformatory zapewniają centralne sprzężenie różnicowe wymagane przez PHY Ethernet i pomagają kształtować kanał, aby PHY spełniał wymagania dotyczące straty zwrotnej i maski.
3. Głosowanie w trybie standardowym.Zintegrowane wstrzykiwacze wspólnego trybu (CMC) zmniejszają przekształcenie różnicowe w wspólne i ograniczają emisję promieniowaną z kabli skręconych, poprawiając wydajność EMC.

Te role są wzajemnie uzależnione: wybory izolacji wpływają na izolację nawijania i schodzenie; parametry OCL i CMC wpływają na zachowanie niskiej częstotliwości i EMI;Odcisk i pinout określają, czy część może być zamienną.

★Główne specyfikacje Moduł magnetyczny Ethernet

Poniżej znajdują się atrybuty, których używają zespoły inżynieryjne i zakupowe do porównania i kwalifikacji magnetyków.

Specyfikacje elektryczne

Praktyczna uwaga:Przy porównaniu arkuszy danych należy upewnić się, że częstotliwość badań OCL, napięcie i prąd przesunięty pasują ∙ te zmienne znacząco zmieniają zmierzoną indukcyjność.

Specyfikacje mechaniczne i opakowania

• Rodzaj opakowania:SMD-16P,zintegrowany RJ45+ magnetyczny lub dyskretny otwór.
• Wymiary ciała i wysokość siedzącego:Ważne dla odległości podwozia i złączy.
• Wyświetlenie i ślad:Kompatybilność szpilki jest niezbędna do wymiany wstrzykiwacza; sprawdź zalecany wzór podłoża i wymiary podkładki.

Środowisko, materiały i zgodność

• Zakres temperatury pracy / przechowywania(handlowe i przemysłowe).
• RoHS i wolne od halogenówstan i maksymalna wartość odtoku (np. 255 ± 5 °C typowe dla części RoHS).
• Cykl życia / dostępność: W przypadku produktów o długim cyklu życia należy zweryfikować zasady wsparcia i przestarzałości producenta.

★10/100Base-T vs. 1000Base-T LAN Magnetics

Zrozumienie tych różnic pozwala uniknąć kosztownych błędów:

• Szerokość pasma sygnału i liczba par.1000Base-T wykorzystuje cztery pary jednocześnie i działa z wyższymi częstotliwościami symboli, więc magnetyka musi spełniać ściślejsze maski zwrotnych strat i krzyżówki.Projekcje 10/100 mają mniejszą przepustowość i często tolerują wyższe wartości OCL.
• Integracja i wydajność common-mode choke.Moduły gigabit zazwyczaj wymagają CMC z bardziej rygorystyczną impedancją w szerszych pasmach, aby kontrolować sprzężenie pary do pary i spełniać EMC. Moduły 10/100 mają prostsze potrzeby CMC.
• Interoperacyjność.Zespół magnetyczny 1000Base-T może często spełniać wymagania 10/100 elektrycznie, ale może być droższy.Zweryfikuj zgodnie z wytycznymi dostawcy PHY i badaniami laboratoryjnymi.

Kiedy wybrać:Wykorzystanie magnetyki 10/100 w przypadku urządzeń Fast Ethernet o wysokiej wydajności; wykorzystanie magnetyki 1000Base-T w przypadku przełączników, łączy górnych i produktów wymagających pełnej przepustowości gigabitów.
 

★Dlaczego OCL ma znaczenie i jak przeczytać jego specyfikację

Indukcja w otwartym obwodzie(OCL) jest indukcją pierwotną transformatora mierzoną z otwartym wtórnym.wyższy OCL (zwykle ≈350 μH minimum zgodnie z konwencjami badawczymi IEEE) zapewnia, że magnety zapewniają wystarczającą ilość magazynowania energii niskiej częstotliwości w celu zapobiegania przemieszczaniu się linii wyjściowej i opuszczaniu podczas długich ram. Zbieg linii wyjściowej i opad wpływają na śledzenie odbiornika i mogą prowadzić do zwiększenia BER, jeśli nie zostaną kontrolowane.

Kluczowe wskazówki:

• Sprawdź warunki badania.OCL jest często podawany przy określonej częstotliwości badania, napięciu i stronniczości prądu stałego; różne laboratoria podają różne liczby.
• Spójrz na krzywą OCL vs bias.OCL spada wraz ze zwiększonym niezrównoważonym biegiem strumienia

★Wykorzystanie wzorców wzorcowych (CMC)

CMC jest podstawowym elementem magnetyki Ethernet. Zapewnia wysoką impedancję prądom wspólnego trybu, umożliwiając jednocześnie przejście pożądanego sygnału różniczkowego.

• Impedancja vs krzywa częstotliwościZapewnia tłumienie w problematycznym zakresie częstotliwości.
• Wskaźnik nasycenia prądem stałymW przypadku zastosowań PoE, w których prąd stały przepływa przez centralne kranu, może zakłócić/zasycić dławienie, zmniejszając CMRR.
• Utrata wstawienia i właściwości termiczne wysokie prądy (PoE+) wytwarzają ciepło; części muszą być zredukowane lub zweryfikowane pod oczekiwanym prądem PSE.

★Kompatybilność i wymiana modułów magnetycznych Ethernet

Jeżeli strona produktu zawiera wniosek o “równoważny” lub “zastąpienie w formie wpisu,” należy wykonać następującą listę kontrolną przed zatwierdzeniem zastąpienia:

1. Zgadza się z odciskami.Każda niezgodność może zmusić do przeprojektowania PCB.
2. Wskaźnik obrotowy i połączenia centralne.Potwierdź, że użycie centralnego kranu pasuje do PHY.
3. OCL i parytet strat z wstawienia/wrotu.Zapewnienie równej lub lepszej wydajności elektryczneja takżepotwierdzić zgodność warunków badania.
4. Marża izolacji.Wskaźniki bezpieczeństwa muszą być równe lub większe niż oryginalne.
5. Zachowanie przesunięcia termicznego i prądu stałego (PoE).Zweryfikować nasycenie prądem stałym i obniżenie temperatury w warunkach prądu PoE.

Praktyczny przepływ pracy:porównaniearkusze danychlinia po linii, żądanie próbek, uruchomienie stabilności łącza PHY, wstępnego skanowania BER i EMC na płycie docelowej przed wymianą objętości.

★Układ PCB modułu magnetycznego Ethernet

Dobry układ uniknie pokonania magnetyzmu, który właśnie wybrałeś:

• Trzymaj GND pod magnetycznym ciałemW przypadku gdy zaleca się, zachowuje to funkcjonowanie w trybie normalnym i zmniejsza niezamierzoną konwersję trybu.
• Minimalizuj długość stubówZ PHY do magnetyków stuby zwiększają odbicia i mogą złamać maski zwrotnych strat.
• Wykryj właściwie środek trasy
• Planowanie termiczne i schodzeniaw przypadku PoE: utrzymywać wystarczającą przebiegłość i weryfikować wzrost cieplny podczas przepływu prądu PoE.

★Lista kontrolna badań i walidacji

Przed zatwierdzeniem części magnetycznej do produkcji należy przeprowadzić następujące kontrole:

• Badanie łącza PHY:połączyć się z wymaganymi prędkościami przez reprezentatywne kable i długości.
• Badanie BER / naprężenia:trwałe przesyłanie danych i długie ramy w celu ujawnienia podstawowych problemów z wędrowaniem.
• Zmiana zwrotu-straty / wprowadzenia-straty:potwierdzają się w stosunku do masek PHY lub notatek dotyczących wniosku sprzedawcy.
• Badanie Hi-Pot / izolacja:weryfikuje poziomy odporności na izolację według normy docelowej.
• Przedskanowanie EMC:szybkie badania promieniowane i przeprowadzone w celu wykrycia oczywistych usterek.
• Badanie nasycenia termicznego PoE i prądu stałego:jeżeli stosuje się PoE/PoE+, sprawdzić nasycenie CMC i wzrost temperatury w pełnym prądzie PSE.

★Często zadawane pytania o moduł magnetyczny LAN

P: Co oznacza OCL i dlaczego określono 350 μH?

Wytyczne 100Base-T określają induktantność, którą można mierzyć na pierwotnym ogniwie z otwartym drugorzędnym.~ 350 μH minimum (w określonych warunkach badawczych) pomaga kontrolować przemieszczanie się linii wyjściowej i gwarantuje śledzenie odbiornika przez długie ramy.

P: Czy potrzebna jest izolacja 1500 Vrms?

A  Wytyczne IEEE i odniesione normy bezpieczeństwa powszechnie wykorzystują testy impulsowe 1500 Vrms (60 s) lub równoważne jako test izolacji docelowej dla portów Ethernet;projektanci powinni potwierdzić wersję normy mającą zastosowanie do ich kategorii produktów.

P. Czy mogę użyć gigabitowej części magnetycznej w szybkim projekcie ethernetu?

Tak, elektrycznie część gigabit zwykle spełnia lub przekracza 10/100 masek, ale może być droższa, a jej odcisk/wyjście musi być zgodne.

P

Lista kontrolna szybkiego wyboru

1. Potwierdź wymaganą prędkość (10/100 w porównaniu z 1G).
2. Wskaźnik obrótów i centralny schemat.
3. Zweryfikuje się OCL i warunki badania (350 μH min dla wielu przypadków 100Base-T).
4. Sprawdź wprowadzenie i zwrot strat w całym zakresie częstotliwości PHY.
5. Potwierdzenie poziomu izolacji (Hi-Pot) (obiekt 1500 Vrms).
6. Zweryfikować odcisk/wyciąg i wysokość opakowania.
7. W przypadku PoE sprawdź nasycenie CMC DC i zachowanie termiczne.
8. Poproś o próbki i przeprowadź wstępne testy PHY + EMC.

Wniosek

Wybór odpowiedniego modułu magnetycznego Ethernet jest decyzją projektową, która łączy w sobie osiągi elektryczne, bezpieczeństwo i kompatybilność mechaniczną.Ocena izolacji i pinout jako główne bramy; potwierdzić twierdzenia za pomocą arkuszy danych i badań próbkowych na temat rzeczywistego PHY i układu zarządu.

pobieranie arkusza danych,żądanieplik śladu, lubzamówienie próbek inżynieryjnychaby uruchomić wstępną walidację PHY/BER i EMC na płycie docelowej.