Ethernet-LAN-Transformatoren– auch bekannt alsEthernet-Trenntransformatoren oder LAN-Magnete– sind wichtige Komponenten in 10/100/1000Base-T- und PoE-Ethernet-Schnittstellen. Allerdings fällt es vielen Ingenieuren und Einkäufern schwer, die elektrischen Spezifikationen von LAN-Transformatoren richtig zu interpretierenOCL, Einfügedämpfung, Rückflussdämpfung, Übersprechen, DCMR und Isolationsspannung.
Dieser Leitfaden erklärtwas jeder elektrische Parameter des LAN-Transformators wirklich bedeutet,wie es gemessen wird, Undwarum es in echten Ethernet- und PoE-Designs wichtig istSo können Sie sicher die richtigen Magnete auswählen.
| Parameter | Typischer Wert | Testbedingung | Was es anzeigt |
|---|---|---|---|
| Windungsverhältnis | 1CT:1CT (TX/RX) | — | Impedanzanpassung zwischen PHY und Twisted-Pair-Kabel |
| OCL (Leerlaufinduktivität) | ≥ 350 µH | 100 kHz, 100 mV, 8 mA DC-Vorspannung | Stabilität des Niederfrequenzsignals und Unterdrückung elektromagnetischer Störungen |
| Einfügedämpfung | ≤ -1,2 dB | 1–100 MHz | Signaldämpfung im gesamten Ethernet-Frequenzband |
| Rückflussverlust | ≥ -16 dB bei 1–30 MHz | Differentialmodus | Qualität der Impedanzanpassung |
| Übersprechen | ≥ -45 dB bei 30 MHz | Benachbarte Paare | Paar-zu-Paar-Interferenzisolierung |
| DCMR | ≥ -43 dB bei 30 MHz | Differential-zu-Gleichtakt-Modus | Unterdrückung von Gleichtaktrauschen |
| Isolationsspannung | 1500 Vrms | 60 Sek | Sicherheitstrennung zwischen Leitung und Gerät |
| Betriebstemperatur | 0°C bis 70°C | Ambiente |
Umweltzuverlässigkeit
|
Ein LAN-Transformer bietet:
Eine falsche Interpretation der elektrischen Spezifikationen kann zu Folgendem führen:
Das Verständnis dieser Parameter ist daher unerlässlich fürHardware-Ingenieure, Systemdesigner und Beschaffungsteams.
DerWindungsverhältnisdefiniert das Spannungsverhältnis zwischen der PHY-Seite und der Kabelseite des Transformators.
Typische Beispiele:
Für10/100Base-T und PoE, A1:1-Umdrehungsverhältnis mit Mittelgewindebohrernist der Industriestandard und die sicherste Wahl.
OCL (Leerlaufinduktivität)Misst die Induktivität des Transformators bei geöffneter Sekundärseite, typischerweise bei:
OCL gibt an, wie gut der Transformator:
PoE injiziertGleichstrom durch die Mittelanzapfungen, was den Magnetkern in Richtung Sättigung treibt.
Ein PoE-geeigneter LAN-Transformator muss eine ausreichende Induktivität aufrechterhaltenunter DC-Vorspannung, nicht nur bei Nullstrom.
| OCL-Wert | Interpretation |
|---|---|
| < 200 µH | Gefahr tieffrequenter Verzerrungen |
| 250–300 µH | Randständig |
| ≥ 350 µH | PoE-fähiges, robustes Design |
Einfügedämpfungmisst, wie viel Signalleistung beim Durchgang durch den Transformator verloren geht, ausgedrückt in dB.
Eine hohe Einfügungsdämpfung führt zu:
Für 10/100Base-T:
Eine geringe Einfügungsdämpfung ist für stabile Verbindungen und einen Schutz vor schlechter Verkabelung unerlässlich.
Rückflussverlustquantifiziert Signalreflexionen, die durch Impedanzfehlanpassung verursacht werden.
Höhere Absolutwerte (mehr negative dB) bedeutenweniger Reflexion.
Übermäßige Reflexionen:
Die Anforderungen an die Rückflussdämpfung lockern sich bei höheren Frequenzen leicht, im Einklang mit den IEEE 802.3-Vorlagen.
Eine gute Rückflussdämpfung bedeutet:
Übersprechenmisst, wie viel Signal von einem Differentialpaar in ein anderes gekoppelt wird.
Ethernet verwendet mehrere Differenzpaare. Hohes Übersprechen führt zu:
| Übersprechen bei 100 MHz | Auswertung |
|---|---|
| −30 dB | Randständig |
| −35 dB | Gut |
| −40 dB oder besser | Exzellent |
Besonders wichtig ist eine starke Isolation des Nebensprechenskompakte PoE-Designs.
DCMR misst, wie effektiv der Transformator die Umwandlung von Differenzsignalen in Gleichtaktrauschen (und umgekehrt) verhindert.
PoE-Systeme führen ein:
Eine schlechte DCMR führt zu:
IsolationsspannungGibt die maximale Wechselspannung an, die der Transformator zwischen Primär- und Sekundärseite ohne Ausfall aushalten kann.
Typische Werte:
Für die meisten Ethernet- und PoE-Geräte gilt:1500 Vrmserfüllt die IEEE- und UL-Anforderungen.
Gibt den Umgebungstemperaturbereich an, in dem die elektrische Leistung garantiert ist.
Typische Kurse:
Höhere Temperaturwerte bedeuten im Allgemeinen:
Bewerten Sie beim Vergleich von LAN-Transformatoren immer die Parameterzusammen, nicht einzeln:
OCL (Open Circuit Inductance) misst die Fähigkeit des Transformators, die Signalintegrität bei niedrigen Frequenzen aufrechtzuerhalten. Höhere OCL-Werte verbessern die EMI-Unterdrückung und tragen dazu bei, die Rückflussdämpfungsanforderungen von IEEE 802.3 zu erfüllen.
Das Windungsverhältnis gewährleistet eine Impedanzanpassung zwischen dem Ethernet-PHY und dem Twisted-Pair-Kabel. Bei 10/100Base-T-Ethernet ist ein Verhältnis von 1:1 Standard, um Signalreflexion und -verzerrung zu minimieren.
Die Einfügungsdämpfung gibt an, wie viel Signalleistung beim Durchgang durch den Transformator verloren geht. Eine geringere Einfügungsdämpfung sorgt für eine bessere Signalqualität, insbesondere über die Ethernet-Bandbreite von 1–100 MHz.
Eine Rückflussdämpfung weist auf eine Impedanzfehlanpassung im Übertragungspfad hin. Schlechte Rückflussdämpfung verursacht Signalreflexionen, erhöhte Bitfehlerraten und Verbindungsinstabilität in Ethernet-Systemen.
DCMR (Differential to Common Mode Rejection) misst, wie gut ein Transformator Gleichtaktrauschen unterdrückt. Ein hoher DCMR ist für PoE-Systeme unerlässlich, bei denen Strom und Daten dasselbe Kabel nutzen.
Die meisten PoE-LAN-Transformatoren erfordern eine Isolierung von mindestens 1500 Vrms, um Geräte und Benutzer vor Überspannungen zu schützen und Sicherheitsstandards wie UL und IEEE 802.3 einzuhalten.
