Ethernet - vấn đề về transformer

[bien_van_khat]

Trước đây khi nguồn cung cấp linh kiện còn hiếm, việc kiếm 1 cái RJ45 connector và transformer là rất khó, cách thông thường nhất là tháo từ card mạng cũ.

Tuy nhiên khi trình độ thiết kế đi lên, nhu cầu bắt đầu tăng thì nguồn cung linh kiện cũng phong phú hẳn. Hiện tại có thể mua 1 cái RJ45 Connector có sẵn biến áp một cách hết sức dễ dàng so với khoảng 2 năm trước. Do đó, các thông số của Connector là không thể bỏ qua, và cần được chọn lựa để đáp ứng đúng chuẩn.
Hơn nữa đối với các sản phẩm để đưa ra thị trường thì tính ổn định và tương thích là rất quan trọng.

Bạn có muốn sản phẩm của mình không thể kết nối với 1 loại hub/switch nào đó chỉ vì cái connector?

Datasheet ENC28J60, tr.7

"A common-mode choke on the TPOUT interface, placed
between the TPOUT pins and the Ethernet transformer
(not shown), is not recommended. If a common-mode
choke is used to reduce EMI emissions, it should be
placed between the Ethernet transformer and pins 1 and
2 of the RJ-45 connector. Many Ethernet transformer
modules include common-mode chokes inside the same
device package. The transformers should have at least
the isolation rating specified in Table 16-5 to protect
against static voltages and meet IEEE 802.3 isolation
requirements (see Section 16.0 ìElectrical Character-
isticsî for specific transformer requirements)."

Datasheet ENC624J600, tr.12

To reduce EMI emissions, common-mode chokes are
shown adjacent to the transformers on the cable
(RJ-45) side. These chokes come standard in typical
Ethernet transformer modules. Because the
ENCX24J600 PHY uses a current-mode drive topol-
ogy, the transmit choke must normally be located on
the cable side of the transmit transformer. Orienting the
magnetics such that the choke is on the PHY side of the
transmit transformer usually results in a distorted,
non-compliant transmit waveform.

Ở đây có 2 vấn đề chúng ta cần quan tâm:
- Các thông số của biến áp: khi đưa ra thị trường thì các biến áp bên trong connector phải đáp ứng đúng chuẩn, tuy nhiên cũng cần kiểm tra trước khi lựa chọn.
- Common-mode choke: để hạn chế EMI (để vượt qua kiểm tra của FCC) các biến áp thường được gắn thêm cuộn chặn, cuộn chặn có thể gắn trước hoặc sau biến áp. Tuy nhiên các chip ethernet của Microchip yêu cầu, choke nếu có, phải gắn phía sau biến áp transmit (giữa biến áp transmit và RJ45 Connector). Nếu chọn loại choke gắn trước biến áp, dạng tín hiệu đầu ra sẽ bị méo và có thể không đúng chuẩn. Điều này khá quan trọng với ENC624J600 so với ENC28J600 hoặc dòng PIC8F ethernet vì ở tốc độ 100Mbps, ảnh hưởng của tải cảm là rất lớn.
- Do đó chúng ta cần tham khảo các tham số trên trong datasheet của linh kiện khi thiết kế