网络变压器：原理、功能与应用

"网络变压器在以太网通信中的关键作用与技术细节" 网络变压器，也称为 Ethernet Transformer 或数据汞/网络隔离变压器，是构建以太网通信系统中的核心组件，尤其在网卡电路设计中必不可少。它包含了多个组成部分，如中间抽头电容、变压器、自耦变压器以及共模电感，这些元素共同确保了网络信号的有效处理和传输。 工作原理 网络变压器的主要工作是通过电磁耦合实现电气隔离，同时保证信号的无损传输。当PHY（物理层）发出的上行数据信号通过Pin16-Pin15进入变压器，经过处理后由Pin10-Pin11输出，接着通过RJ45连接器和非屏蔽双绞线传输至服务器。下行数据的流程与此相反，信号从服务器经过双绞线、RJ45和Pin7-Pin6进入变压器，最终由Pin1-Pin2输出至网卡的PHY。 主要功能 1. 电气隔离：根据IEEE802.3标准，网络变压器提供必要的电气隔离，避免直接连接导致的直流分量损失，保护芯片免受电磁感应（如雷击）和静电的损害。此外，由于不同设备的地线可能不在同一电位，变压器可以防止由于电势差产生的大电流，确保数据在不同电平设备间安全传输。网络变压器的设计能够承受2KV至3KV的电压，为设备提供防雷保护。 2. 无失真传输：网络变压器通过差模耦合的线圈增强并过滤信号，确保以太网信号在长距离传输后仍能保持原始质量，减少信号衰减。 3. 辐射发射抑制：共模电感是网络变压器抑制辐射发射的关键部件。双绞线中的电流产生的磁场由于螺旋结构而得到约束，降低共模电流产生的噪声发射，从而减少电磁干扰（EMI）。 共模抑制：在双绞线中，电流在两根导线中以相反方向流动，形成差模电流，其产生的噪声发射相对较低。然而，当电流在所有导线中流动方向相同，即形成共模电流时，会显著增加噪声发射。网络变压器中的共模电感设计用于抑制这种共模电流，进一步减少对外部环境的电磁干扰。 总结来说，Ethernet Transformer 在以太网通信中扮演着至关重要的角色，不仅保证了信号的准确无损传输，还提升了系统的抗干扰能力，保障了网络设备的安全稳定运行。在设计和选择网络变压器时，需要考虑其电气隔离性能、信号传输质量以及电磁兼容性等因素，以确保符合相关标准和应用需求。