Ethernet Magnetic Module: Hướng dẫn về thông số kỹ thuật và lựa chọn

Một mô-đun từ tính Ethernet (còn được gọi làMagnetic LAN) nằm giữa Ethernet PHY và RJ45 / cáp và cung cấp cách ly galvanic, ghép chênh lệch và ngăn chặn tiếng ồn chung.mất tích chèn/trở lại, xếp hạng cách ly và dấu chân ngăn ngừa sự bất ổn liên kết, các vấn đề EMI và thất bại trong thử nghiệm an toàn.

Đây là một hướng dẫn có thẩm quyền về các mô-đun từ Ethernet: chức năng, thông số kỹ thuật chính (350μH OCL, cách ly ~ 1500 Vrms), sự khác biệt 10/100 so với 1G, bố trí và danh sách kiểm tra lựa chọn.

★ Mô-đun từ tính Ethernet làm gì?

MộtMô-đun từ tính Ethernetthực hiện ba vai trò liên quan chặt chẽ:

1. Phân cách galvanic.Nó tạo ra một rào cản an toàn giữa cáp (MDI) và logic kỹ thuật số, bảo vệ các thiết bị và người dùng khỏi sự gia tăng và đáp ứng điện áp thử nghiệm an toàn.Thực tiễn công nghiệp và hướng dẫn IEEE thường yêu cầu thử nghiệm chống cô lập trên cổng, thường được thể hiện là ~ 1500 Vrms trong 60 giây hoặc thử nghiệm xung tương đương.
2. Kết nối khác biệt & khớp trở ngại.Các bộ biến áp cung cấp sự ghép chênh lệch trung tâm được yêu cầu bởi Ethernet PHY và giúp định hình kênh để PHY đáp ứng các yêu cầu về tổn thất trở lại và mặt nạ.
3. Khóa tiếng ồn thông thường.Choke chế độ chung tích hợp (CMC) làm giảm chuyển đổi khác biệt thành thông thường và hạn chế phát xạ từ các dây cáp đôi xoắn, cải thiện hiệu suất EMC.

Những vai trò này phụ thuộc lẫn nhau: lựa chọn cách ly ảnh hưởng đến cách ly và rò rỉ; các tham số OCL và CMC ảnh hưởng đến hành vi tần số thấp và EMI;dấu chân và pinout xác định liệu một bộ phận có thể là một thay thế drop-in.

★Các đặc điểm chính của Ethernet Magnetic Module

Dưới đây là các thuộc tính mà các nhóm kỹ thuật và mua sắm sử dụng để so sánh và đủ điều kiện nam châm.

Thông số kỹ thuật điện

Lưu ý thực tế:Khi so sánh các trang dữ liệu, đảm bảo tần suất thử nghiệm OCL, điện áp và dòng chảy thiên vị phù hợp ¢ các biến này thay đổi đáng kể độ thấm đo.

Thông số kỹ thuật cơ khí và bao bì

• Loại gói:SMD-16P,RJ45 tích hợp+ từ tính, hoặc lỗ xuyên thấu riêng biệt.
• Kích thước cơ thể và chiều cao ngồi:Quan trọng đối với khoảng trống khung gầm và các đầu nối kết hợp.
• Pinut & footprint:Khả năng tương thích pin là rất quan trọng đối với các thiết bị thay thế thả; xác minh mô hình đất và kích thước pad được khuyến cáo.

Môi trường, vật liệu và tuân thủ

• Phạm vi nhiệt độ hoạt động / lưu trữ(thương mại vs công nghiệp).
• RoHS & không chứa halogentrạng thái và mức cao nhất của dòng chảy lại (ví dụ: 255 ± 5 °C điển hình cho các bộ phận RoHS).
• Chu kỳ đời / khả năng sử dụng: Đối với các sản phẩm có vòng đời dài, hãy kiểm tra chính sách hỗ trợ và lỗi thời của nhà sản xuất.

★10/100Base-T so với 1000Base-T LAN Magnetics

Hiểu được những khác biệt này giúp tránh những sai lầm tốn kém:

• Dải băng thông tín hiệu và số cặp.1000Base-T sử dụng bốn cặp đồng thời và hoạt động ở tốc độ ký hiệu cao hơn, vì vậy từ tính phải đáp ứng các mặt nạ mất mát trở lại chặt chẽ hơn và crosstalk.Thiết kế 10/100 có băng thông thấp hơn và thường dung nạp các giá trị OCL cao hơn.
• Tích hợp và hiệu suất choke chung.Các mô-đun Gigabit thường yêu cầu CMC với trở kháng nghiêm ngặt hơn trên các băng tần rộng hơn để kiểm soát ghép nối cặp với cặp và đáp ứng EMC. Các mô-đun 10/100 có nhu cầu CMC đơn giản hơn.
• Khả năng tương tác.Một tập hợp từ tính 1000Base-T thường có thể đáp ứng các yêu cầu 10/100 về mặt điện, nhưng có thể đắt hơn.Xác nhận theo hướng dẫn của nhà cung cấp PHY và thử nghiệm trong phòng thí nghiệm.

Khi nào nên chọn:Sử dụng từ tính 10/100 cho các thiết bị Fast Ethernet nhạy cảm về chi phí; sử dụng từ tính 1000Base-T cho các công tắc, liên kết lên và các sản phẩm cần thông lượng gigabit đầy đủ.
 

★Tại sao OCL quan trọng và cách đọc thông số kỹ thuật của nó

Khả năng dẫn điện mạch mở(OCL) là độ thấm đầu tiên của bộ biến áp được đo với mở thứ cấp.một OCL cao hơn (thường là tối thiểu ≈350 μH theo các quy ước thử nghiệm IEEE) đảm bảo từ tính cung cấp đủ năng lượng lưu trữ tần số thấp để ngăn chặn đường cơ bản lang thang và rơi trong các khung dài. Đi lang thang và ngã xuống ảnh hưởng đến việc theo dõi máy thu và có thể dẫn đến tăng BER nếu không kiểm soát.

Những lời khuyên quan trọng về đọc sách:

• Kiểm tra điều kiện thử nghiệm.OCL thường được đưa ra ở tần số thử nghiệm, điện áp và thiên vị DC cụ thể; các phòng thí nghiệm khác nhau báo cáo các số khác nhau.
• Hãy nhìn vào đường cong OCL so với đường cong thiên vị.OCL giảm với hiện tại thiên vị không cân bằng tăng Các nhà sản xuất thường vẽ OCL trên các mức thiên vị; kiểm tra các giá trị trường hợp tồi tệ nhất áp dụng trong hệ thống của bạn.

★Choke chế độ chung (CMC)

Một CMC là một yếu tố cốt lõi của từ tính Ethernet. Nó cung cấp trở kháng cao cho dòng điện chung trong khi cho phép tín hiệu khác biệt mong muốn đi qua. Khi chọn CMC, hãy chú ý đến:

• Chế độ cản so với đường cong tần số- đảm bảo ngăn chặn trong băng tần vấn đề.
• Đánh giá độ bão hòa DC- Quan trọng đối với các ứng dụng PoE nơi dòng DC chảy qua vòi trung tâm và có thể thiên vị / bão hòa nghẹt thở, giảm CMRR.
• Mất tích nhập và hiệu suất nhiệt- Điện cao (PoE +) tạo ra nhiệt; các bộ phận phải được giảm hoặc xác minh dưới dòng PSE dự kiến.

★Tính tương thích và thay thế mô-đun từ Ethernet

Khi một trang sản phẩm yêu cầu "tương đương" hoặc "thay đổi theo hướng drop-in", hãy làm theo danh sách kiểm tra này trước khi chấp thuận thay thế:

1. Đúng với dấu chân.Bất kỳ sự không phù hợp nào ở đây có thể buộc phải thiết kế lại PCB.
2. Phản ứng xoay và kết nối trung tâm.Xác nhận việc sử dụng máy chạm vào trung tâm phù hợp với sự thiên vị PHY.
3. OCL và tỷ lệ mất tích chèn/trở lại.Đảm bảo hiệu suất điện bằng hoặc tốt hơnvàxác nhận điều kiện thử nghiệm phù hợp.
4. Hi-Pot / biên cách ly.Các chỉ số an toàn phải bằng hoặc vượt quá nguyên bản. ¢1500 Vrms là một tham chiếu phổ biến.
5. Hành vi thiên vị nhiệt và DC (PoE).Xác nhận độ bão hòa DC và giảm nhiệt dưới dòng PoE.

Dòng công việc thực tế:so sánhBảng dữ liệudòng theo dòng, yêu cầu mẫu, chạy ổn định liên kết PHY, BER và EMC trước khi quét trên bảng mục tiêu trước khi thay thế khối lượng.

★Định dạng PCB Ethernet Magnetic Module

Một bố cục tốt tránh đánh bại các từ tính mà bạn vừa chọn:

• Giữ một GND giữ dưới cơ thể từ tínhKhi được khuyến cáo, điều này giữ hiệu suất chế độ thông thường của choke và giảm chuyển đổi chế độ không mong muốn.
• Tối thiểu hóa chiều dài stubtừ PHY đến nam châm ️ stubs làm tăng phản xạ và có thể phá vỡ mặt nạ mất trở lại. Điều này đặc biệt quan trọng đối với thiết kế gigabit.
• Đánh chuột trung tâm tuyến đường đúngThông thường đến mạng thiên vị DC (Vcc hoặc kháng cự thiên vị) và tách theo tham chiếu PHY.
• Kế hoạch nhiệt và lướtĐối với PoE: duy trì độ trượt/sự thoát đủ và xác minh nhiệt tăng khi dòng PoE chảy.

★Danh sách kiểm tra thử nghiệm và xác nhận

Trước khi phê duyệt một bộ phận từ tính để sản xuất, thực hiện các kiểm tra sau:

• Xét nghiệm liên kết PHY:kết nối với tốc độ yêu cầu trên các cáp đại diện và chiều dài.
• BER / thử nghiệm căng thẳng:Chuyển dữ liệu bền vững và khung dài để tiết lộ các vấn đề đi lang thang ở mức cơ bản.
• Quá trình quét lỗ trở lại / lỗ chèn:xác nhận so với mặt nạ PHY hoặc ghi chú ứng dụng của nhà cung cấp.
• Kiểm tra Hi-Pot / cách nhiệt:Kiểm tra mức độ chống cô lập theo tiêu chuẩn mục tiêu.
• EMC scan trước:Kiểm tra nhanh chóng và thực hiện để phát hiện các lỗi rõ ràng.
• Thử nghiệm bão hòa nhiệt PoE & DC:Nếu áp dụng PoE/PoE+, xác minh độ bão hòa CMC và tăng nhiệt độ dưới dòng PSE đầy đủ.

★FAQ về LAN Magnetic Module

Hỏi: OCL có nghĩa là gì và tại sao 350 μH được chỉ định?

A OCL (khả năng thổi mạch mở) là độ thổi được đo trên một mạch chính với mạch thứ cấp mở.~ 350 μH tối thiểu (dưới các điều kiện thử nghiệm được chỉ định) giúp kiểm soát đường đi cơ bản và đảm bảo theo dõi máy thu cho các khung dài.

Hỏi

A ¢ Hướng dẫn IEEE và các tiêu chuẩn an toàn tham chiếu thường sử dụng 1500 Vrms (60 s) hoặc các thử nghiệm xung tương đương như một thử nghiệm cô lập mục tiêu cho các cổng Ethernet;Các nhà thiết kế nên xác nhận phiên bản của tiêu chuẩn áp dụng cho loại sản phẩm của họ.

Tôi có thể sử dụng một phần từ tính gigabit trong thiết kế Ethernet nhanh?

A: Có, về mặt điện, một bộ phận gigabit thường đáp ứng hoặc vượt quá 10/100 mặt nạ, nhưng nó có thể đắt hơn và dấu chân / pinout của nó phải tương thích.

Hỏi: Làm thế nào để tôi xác minh một phần được tuyên bố là "tương đương"?

Một so sánh dòng theo dòng của trang dữ liệu, thử nghiệm mẫu (PHY, BER, EMC) và xác nhận pinout là cần thiết.

Danh sách kiểm tra lựa chọn nhanh

1. Xác nhận tốc độ cần thiết (10/100 so với 1G).
2. Tỷ lệ quay và trung tâm.
3. Kiểm tra OCL và điều kiện thử nghiệm (350 μH phút cho nhiều trường hợp 100Base-T).
4. Kiểm tra sự gia nhập và mất trở lại trên dải tần số PHY.
5. Xác nhận độ cách ly (Hi-Pot) (~ 1500 Vrms mục tiêu).
6. Xác minh dấu chân/bỏ ra và chiều cao của gói.
7. Đối với PoE, kiểm tra độ bão hòa và hành vi nhiệt của CMC DC.
8. Yêu cầu lấy mẫu và chạy PHY + EMC thử nghiệm trước.

Kết luận

Chọn mô-đun từ tính Ethernet phù hợp là một quyết định thiết kế kết hợp hiệu suất điện, an toàn và khả năng tương thích cơ học.xếp hạng cô lập và pinout như cổng chính của bạn; xác nhận các tuyên bố bằng các trang dữ liệu và thử nghiệm mẫu trên PHY và bố trí bảng thực tế của bạn.

tải về trang dữ liệu,yêu cầuhồ sơ dấu chân, hoặcđặt hàng mẫu kỹ thuậtđể chạy PHY/BER và EMC xác thực trước trên bảng mục tiêu của bạn.