Проводные локальные сети: опция Oft-Forgotton Connectivity Option

За последнее десятилетие инновации в технологиях помогли беспроводным соединениям стать более распространенными и более надежными, позволяя использовать общие соединения между устройствами и на больших расстояниях. Беспроводная сеть определенно имеет свое место. Однако проводные локальные сети имеют много преимуществ, которые имеют решающее значение для проектирования большинства сетей. Они включают в себя скорость, меньше электромагнитных помех (EMI), лучшую безопасность, большую стабильность и большую надежность. С новыми технологическими достижениями преимущества проводных ЛВС экспоненциально возрастают.

1. На рисунке изображена структура интерфейса LAN (100BASE-TX) с двумя импульсными трансформаторами и двумя синфазными дросселями. (Источник изображения: Маркетинг продукции Magnetics, EPCOS Inc., A TDK Group Co.)

Мы часто связываем беспроводную связь с Интернетом вещей (IoT), но также питаемся от проводных локальных сетей. Например, по мере увеличения количества серверов, ПК, ноутбуков, интеллектуальных телевизоров, аудио / видеоустройств, точек беспроводного доступа и других цифровых устройств в сети, чтобы обеспечить качественную проводную локальную сеть как можно ближе к устройствам, это поможет защитить успех сети. Проще говоря, они полагаются на подключение проводной локальной сети, чтобы хорошо работать.

В результате количество серверов и маршрутизаторов, которые обслуживают все больше портов LAN, будет продолжать расти, равно как и множество потребительских устройств, таких как ноутбуки, цифровые телевизоры и другие аудиовизуальные устройства, которые получат прибыль от преимущества подключения проводной локальной сети.

Ключ к надежным проводным сетям

Для работы проводных ЛВС импульсные трансформаторы посылают прямоугольные импульсные передачи. Импульсные трансформаторы подобны любому другому трансформатору; они содержат как первичные, так и вторичные обмотки внутри одного сердечника. Гальваническое разделение помогает защитить чувствительные ИС и сетевые устройства внутри сети от смещения постоянного тока. Кроме того, эти сердечники предотвращают искажения импульсных сигналов в широком диапазоне частот. Они также имеют низкие потери, которые передают импульсные волны, имеющие много разных частот, возникающих в результате быстрого преобразования Фурье.

Новые импульсные трансформаторы LAN, которые были разработаны в течение последних нескольких лет, используют высокопроизводительные ферритовые материалы в ядре. В дополнение к повышению производительности, это помогает продлить срок службы трансформаторов.

2. Новый тип дросселя общего режима производится с использованием передовых материалов и процессов автоматической намотки. Это создает модули импульсного трансформатора, которые достаточно малы для интеграции в стандартные разъемы LAN RJ-45. (Источник изображения: Маркетинг продукции Magnetics, EPCOS Inc., A TDK Group Co.)

LAN-импульсные трансформаторы обычно используются вместе с синфазным дросселем для формирования модуля импульсного трансформатора, который ограничивает шум в общем режиме, входящий или выходящий из системы. Модуль импульсного трансформатора часто встроен в разъем RJ-45 для формирования модуля разъема. В результате импульсные трансформаторы LAN должны быть чрезвычайно компактными для использования в стандартных разъемах RJ-45 (см. Рисунок 1).

Чрезвычайно надежное исполнение

Потребность в импульсных трансформаторах SMD LAN значительно возросла за последние несколько лет, особенно в связи с подключением большего количества устройств. Однако традиционные, ручные методы производства были нормой. Чтобы ускорить производство и улучшить производительность, качество и миниатюризацию импульсных трансформаторов, новые технологии производства и конструкции импульсных трансформаторов должны были развиваться.

Для повышения производительности модули импульсного трансформатора используют кольцевые сердечники как в дросселе общего режима, так и в трансформаторе. Кольцевые сердечники имеют меньший поток утечки из-за их конструкции, что сводит к минимуму воздушные зазоры, которые являются нормальными характеристиками других форм сердечника. Кроме того, кольцевые сердечники могут быть изготовлены с использованием процесса автоматической намотки, что предотвращает неравномерность в процессе производства и в производственных партиях даже для компактных конструкций SMD.

ССЫЛКИ ПО ТЕМЕ:

Возможности мобильных роботов за пределами клетки
Интеллектуальная автоматизация требует наличия квалифицированной рабочей силы
Интеллектуальные датчики влияют на мощность жидкости

Эти новые производственные процессы помогли создать совершенно новые типы SMD-синфазных фильтров и LAN-импульсных трансформаторов. Инженеры обнаружили, что использование катушечного носителя в дросселях с обычным режимом SMD с прямоугольным профилем (сердечник DR), который автоматически наматывается и соединяется с ферритовым сердечником или пластиной SP, создаст функциональный эквивалент кольцевого сердечника. Для достижения этой цели в этих сердечниках используется специальный ферритовый материал Ni-Zn для создания высокой магнитной проницаемости и плотности потока насыщения во всех температурных диапазонах, которые обычно встречаются в локальных сетях.

Кроме того, эти типы SMD-синфазных фильтров и LAN-импульсных трансформаторов используют автоматическое термоскрепление для соединительных электродов и проводов. При этом они обеспечивают более качественные компоненты с однородными характеристиками, меньшим размером и общей стоимостью производства.

При автоматизации производства этот прогресс в производственном процессе улучшает качество и стабильность ядра. Он также позволяет миниатюризировать модули импульсных трансформаторов и сделать их достаточно маленькими, чтобы их можно было интегрировать в стандартные разъемы LAN RJ-45 в размере 3232 (размером 3,2 мм × 3,2 мм × 2,9 мм). Используя эти методы и производственные процессы, можно уменьшить большинство импульсных трансформаторных модулей 100BASE-TX на целых 30 процентов, занимая до 50 процентов пространства в качестве традиционных импульсных трансформаторов LAN (см. Рисунок 2).

Благодаря этим инновационным процессам производства импульсные трансформаторы могут иметь очень низкие вносимые потери 1,5 дБ или ниже в диапазоне от 0,1 МГц до 100 МГц. И с достижениями в области миниатюризации они не могут превышать 2,5 дБ в том же диапазоне (см. Рисунок 3).

3. Показаны вносимые потери импульсного трансформатора SMD, работающего ниже 1 дБ в очень широком диапазоне частот. (Источник изображения: Маркетинг продукции Magnetics, EPCOS Inc., A TDK Group Co.)

Заключительные мысли

Новые, низкопрофильные импульсные трансформаторы SMD и синфазные дроссели предлагают все окупаемости полностью автоматизированных производственных процессов, в том числе однородность, надежность и миниатюризацию, для широкого диапазона температурных условий. Новые материалы, оценка и моделирование, а также технология устройств и модулей обеспечит высокое качество и высокую производительность этих устройств. Такая производительность и надежность имеют решающее значение, поскольку все больше и больше портов LAN добавляются к серверам, маршрутизаторам, ноутбукам, телевизорам и другому подключенному оборудованию, включая множество приложений на автомобильном рынке. Я рад видеть, какие дополнительные достижения будут разработаны в течение следующих нескольких лет, что станет неотъемлемой частью завтрашних скоростных сетей следующего поколения.

Джо Пуломена является директором по маркетингу продукции в компании EPCOS Inc., компании TDK Group.