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网络变压器

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在以太网中,隔离变压器有什么意义?

在以太网中,隔离变压器有什么意义?

发布日期:2016-07-27 作者: 点击:

其一,可以增强信号,使其传输距离更远;

其二,使芯片端与外部隔离,抗干扰能力大大增强,而且对芯片增加了很大的保护作用(如雷击);

其三,当接到不同电平(如有的PHY芯片是2.5V,有的PHY芯片是3.3V)的网口时,不会对彼此设备造成影响。


隔离变压器


  任何CMOS制程的芯片工作的时候产生的信号电平总是大于0V的(取决于芯片的制程和设计需求),PHY输出信号送到100米甚至更长的地方会有很大的直流分量的损失。而且外部网线直接和芯片相连的话,电磁感应(打雷)和静电,很容易造成芯片的损坏。


  再就是设备接地方法不同,电网环境会导致双方的0V电平不一致,这样信号从A传到B,由于A设备的0V电平和B点的0V电平不一样,这样可能会导致很大的电流从电势高的设备流向电势低的设备。


  下面简单介绍一下隔离变压器的工作原理:


隔离变压器

隔离变压器


  共模信号经过隔离变压器时的信号流向:


隔离变压器


  当共模信号经过隔离变压器时,由于线圈两端的电压极性相同,不会形成电流。故不会将共模信号传递至次级线圈。但是线圈间的耦合电容Cww为共模信号的传递提供了通路:


隔离变压器


  隔离变压器的共模信号抑制


  为了防止主级线圈上的共模信号传递至次级线圈,在主级线圈中添加中心抽头为共模信号的泄放提供通路,(大部分时候中心抽头增加滤波电路并不能很好的抑制共模干扰信号,因此很多工程师会选择带共模电感的隔离变压器,或者在网口差分信号走线上预留共模电感的位置):


隔离变压器


  结论:以太网设计中隔离变压器在满足功能(差分信号传输)前提下,不仅能对后端电路起到抗扰防护作用,还能抑制共模辐射噪声。因此隔离变压器是以太网口的标配设计。


  变压器如何作为晶体管的放大器使用?


  音响发烧圈中有一个说法,认为胆机的声音柔和耐听是由于使用了输出变压器的缘故,从硅钢片的磁滞回线也可得出相同结论。无独有偶,世界驰名麦景图是一个生产音频功率放大器的老牌工厂。该厂生产的优质电子管功率放大器和晶体管功率放大器有口皆碑。其晶体管功放均采用特制的高质量自耦式输出变压器。使普通的晶体管功率放大器件产生了甜美耐听的音色。输出变压器功不可没。


  笔者受此启发。用家里的一台晶体管功放做实验。将一个声道的音箱线断开。串联一只扩音机用功率10W,次级阻抗8Ω的线间变压器。用一个声道做实验有利于比较。开机试听。


  加接线间变压器的这只音箱的声音有很大的变化,声音柔和度与电子管功放音色相近,低音定位和力度更佳,非常耐听。实验结果表明。在晶体管功放中用变压器做输出。的确能够改善音色。于是笔者参照有关资料。实验制作了几台用变压器做输出的晶体管、集成电路和场效应功率管放大器。声音各有千秋。既有和胆机相近的音色,又有晶体管功率放大器效率高的特点。现寄来制作文章一篇。希望贵报介绍给音响发烧友,望同年代的同好指正。功放电路见图1。


  元件基本上都是我国电子军工企业换代淘汰下来的,质优价廉。其中的输入、输出和电源变压器对整机性能有举足轻重的影响,笔者用重料自绕的。


隔离变压器

  输入变压器

  采用22mm&TImes;32mmEI型商硅片铁芯,片厚0.35mm。初级用φ0.21mm漆包线绕1500匝,次级用φ0.23 mm漆包线绕190匝&TImes;2。由于有单向直流通过。硅钢片顺插。用厚0.15mm的牛皮纸垫在E、I片之间作为气隙,避免磁饱和。由于晶体管的供电电压很低,笔者采用乱绕法。初级绕完后垫两层牛皮纸再绕次级,次级双线并绕,接线时注意同名端,见图2。


  输出变压器

  采用30mm&TImes;50mm EI型大窗口高硅片铁芯,窗口高53mm,窗口和边柱的宽度均为19mm.见图3,片厚0_35mm,初级用φ0.86mm漆包线绕250匝&TImes;2,次级用φ0.90 mm漆包线绕350匝,硅钢片交叉插不留气隙。骨架从中心用隔板一分为二。分别绕制推挽两个线包。有利于对称性和减少分布电容。连接时注意同名端,见图4。


  电源变压器

  功率200W,采用45mmx60mmEI型高硅片铁芯。片厚O.50mm,初级用φ0.77mm漆包线绕570匝,次级用φ1.30 mm漆包线绕74匝。


隔离变压器


  组装

  两只3AD18功率管和两只3AD18电源调整管分别要加100mm×200mm,厚2.5mm的铝板散热。安装时注意管壳和铝板之间的绝缘处理。电路分为主板和电源板两块。可根据条件自己绘制。散热板也安装在电路板上。各变压器根据电路图就近安装。


  调试

  调整BGl基极1.8KΩ电阻,使BG1静态电流为2.5—3mA,集电极电雎4V.调整BG2基极470n电阻。使BG2静态电流为50—55mA,集电极电压18v,BG3、BG4静态电流为0,集电极电压24V。


  试听

  经测试,本机输出功率25W,频率响应30~10000Hz。直接从CD机接入音频信号,用该功放推动一对88dB的三分频音响。低音浑厚有力,音质纯净,优美柔和,十分耐听,有兴趣的发烧友不妨一试。不会使你失望的。但与电子管功率放大器相比较,高音部分要欠缺一些。毕竟3AD18的特征频率较低。为什么不用特征频率高的3DD型硅三极管呢?因为锗管比硅管的声音嗳和。要好听得多。


隔离变压器

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