详解网络变压器的作用

磁域探微 2022-04-12 2992

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网络变压器作用(2)：绕在同一磁环上带中间抽头的两个线圈组成的网络变压器及其作用

Hqst盈盛(华强盛)电子导读：上一节给大家分享了广泛应用在有线局域网中的网络变压器的作用，这节起将和大家分享绕在同一磁环上带中间抽头的两个线圈组成的网络变压器及其作用

一、认识什么是绕在同一磁环上带中间抽头的两个线圈组成的网络变压器网络变压器?

图4.1.1所示为由带中间抽头的两个线圈组成的网络变压器(transformer，书中用T件表示)。

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图4、1、1等中间抽头的网络变压器

二、单个T件组成网络变压器在实际使用时与UTP的连接

图4.1.2所示为由单个T件组成网络变压器在实际使用时与UTP连接的示意图。图中空心箭头表示数据信号(用矩形脉冲表示)传送方向，实心箭头表示数据信号电流的方向。Pin2通过R1(75Ω)和C1(1000pF)组成的串联电路交流接地，Pin2通过C2(0.1μF)交流接地。

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图4.1.2倍中间轴头网络变压器与UTP的连接图

三、绕在同一磁环上带中间抽头的两个线圈组成的网络变压器网络变压器在电路中的作用解析

在计算机内部主机板和网卡上的数据电压信号都是非平衡信号，所谓非平衡信号是所有电压信号的极性和幅度的参考点都是公共地线，网卡向对方发送的数据电压信号在进入网络变压器、UTP之前，由网卡上的芯片将它们转换成平衡信号，平衡信号的特点是两根信号线上电压的参考点仍然为地线，但每根信号线上电压幅度相等，极性相反，接收方网卡上的芯片从UTP、网络变压器上收到发送方传输来的平衡信号之后，将它们转换成非平衡信号，再送回到接收方计算机的主机板上。这种互相传送数据信号的方式，除了能消除传送系统对外界电子设备的干扰和外界EMI对传送系统的干扰，还能阻断EMI在其初级-次级线圈之间互相传播，下面对此分别说明。

假定UTP上叠加有来自计算机内部开关电源、时钟发生器等电路的EM1信号，并通过UTP向空中发射.有一台电子设备处在图4.1.2中的P点。以Vp表示UTR中一根线对P点形成的干扰电压，则另一根线对P点形成的干扰电压为-Vp.因为UTP中两根导线是绞在一起的，它们到P点距离相同。P点同时接受到幅度相等、极性相反的两个干扰电压，干扰信号互相抵消了，等于没有受到干扰。

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反过来，如果图4.1.2中的P点是个干扰信号源，UTP上将感应到来自P点的共模干扰信号，但此共模干扰信号不会影响数据电压信号的传送。图4.1.3所示为数据传送系统自动消除共模干扰过程的示意图。图4、1.3(a)所示为计算机内部待传送的非平衡数据电压信号的波形，图4.1.3(b)所示为发送端网卡上芯片将非平衡电压信号转变为平衡电压信号后的波形，图4.1.3(c)所示为平衡电压信号上叠加有共模干扰的波形，图4.1.3(d)所示为接收端网卡上芯片将图1.1.3(c)中下部的-V/2倒相成+V/2后的波形，图1.1.3(e)所示为接收端网卡上芯片将图1.1.3(d)中两路电压信号相加后得到的波形。由于图1.1.3(d)中两路电压信号上叠加的EMI的极性相反，在相加过程中自动被消除，因而最后送到接收端计算机的将是消除EMI后的数据电压信号。

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图4.1.3数据传送系统自动消除共模干扰过程的示意图

下面再介绍图4.1.1所示网络变压器阻断EMI在其初级-次级线圈之间互相传播的作用。图4.1.4所示为网络变压器阻断来自UTP的EMI向网卡方向传播的示意图。从图中可以看出，在Pin6和Pin4上EMI电压的波形完全相同，它们在次级上、下两个线圈中引起的电流大小相等，方向相反。两电流在磁环内引起的磁通变化互相抵消了。磁通变化为零，意味着次级上、下两个线圈呈现的感抗为零，可以用两根短路线代替它们。EMI通过两根短路线、中间抽头、R1-C1串联电路将UTP上感应到的EMI泄放到地线上，因而减少了由UTP传送到网卡上EMI的幅度。

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