网络变压器作用、原理及主要参数

图1所示的网络变压器（Ethernet Transformer，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。 ### 网络变压器作用、原理及主要参数详解 #### 一、概述 网络变压器（Ethernet Transformer），又称数据汞或网络隔离变压器，是现代网络通信系统中不可或缺的关键组件之一。它主要用于实现网络信号的隔离、传输以及噪声抑制等功能。网络变压器通常安装在网络设备的输入端附近，用于连接收发器和非屏蔽双绞线（UTP）。通过精确设计的电路结构，网络变压器能够确保数据在传输过程中保持完整性和安全性。 #### 二、网络变压器的工作原理 网络变压器的核心组件包括中间抽头电容、变压器、自耦变压器和共模电感等。这些元件共同协作，完成信号的传输和处理任务。 1. **中间抽头电容**：用于滤除信号中的高频杂波，提高信号质量。 2. **变压器**：通过电磁感应原理实现信号的传输，同时提供电气隔离。 3. **自耦变压器**：用于信号的电压匹配和调整。 4. **共模电感**：有效抑制共模噪声，减少电磁干扰。 在实际应用中，网络变压器的工作流程如下： - **上行数据信号**：由网卡的收发器送出的数据信号首先通过网络变压器的Pin16-Pin15进入，经过处理后从Pin10-Pin11输出，随后通过RJ45转接头和非屏蔽双绞线发送至服务器。 - **下行数据信号**：服务器返回的数据信号则通过非屏蔽双绞线和RJ45转接头，从Pin7-Pin6进入网络变压器，经处理后从Pin1-Pin2输出，最终送达网卡的收发器。 #### 三、网络变压器的主要功能 1. **满足IEEE802.3电气隔离要求**：通过电气隔离技术，网络变压器可以避免不同设备之间的电位差导致的数据传输问题，确保信号传输的稳定性。 2. **无失真传输以太网信号**：利用精确设计的电路结构，网络变压器能够确保数据信号在传输过程中不会发生失真现象。 3. **辐射发射的抑制**：通过内置的共模电感等组件，网络变压器可以有效抑制电磁干扰，降低信号传输过程中的噪声水平。 #### 四、网络变压器的重要参数 1. **插入损耗（Insertion Loss）**：表示信号在通过网络变压器时的能量损耗，通常以分贝（dB）为单位表示。 2. **隔离度（Isolation）**：衡量网络变压器电气隔离能力的指标，越高表示隔离效果越好。 3. **共模抑制比（Common Mode Rejection Ratio, CMRR）**：用于评估网络变压器抑制共模噪声的能力。 4. **工作带宽**：指网络变压器能够正常工作的频率范围，通常涵盖以太网常用的频率区间。 5. **耐压等级**：表示网络变压器能够承受的最大电压值，确保设备在极端情况下的安全运行。 #### 五、共模和差模信号处理 1. **双绞线中的差模信号**：差模信号是指在一对导线上以相反方向流动的信号。在网络变压器中，通过精确的缠绕方式，这些信号能够互相抵消电磁干扰的影响，从而减少射频干扰。 2. **双绞线中的共模信号**：共模信号是指在一对导线上以相同方向流动的信号。这类信号会在导线周围产生较强的电磁场，容易产生射频干扰。网络变压器中的共模电感可以有效地抑制共模信号，减少电磁干扰。 #### 六、电磁兼容性（EMC） 1. **差模传导噪音和辐射噪音**：差模传导噪音是由内部噪声电压产生的，可以通过在信号线和电源线上串联差模扼流圈、并联电容等方式进行抑制；差模辐射噪音则是由信号电流环路产生的辐射，可以通过增加低通滤波器或使用屏蔽电缆来减少。 2. **共模传导噪音和辐射噪音**：共模传导噪音是由设备内噪声电压驱动产生的，可以通过串联共模扼流圈、并联电容器等方式进行抑制；共模辐射噪音则可以通过增加共模扼流圈来减少。 网络变压器作为网络通信系统中的核心组件，不仅在信号传输中扮演着重要角色，还能有效抑制各种噪声干扰，保障数据的安全性和完整性。通过对网络变压器的工作原理、主要功能和关键参数的深入了解，有助于我们更好地理解和应用这一重要技术。