《電子技術(shù)應(yīng)用》
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應(yīng)用于高速數(shù)據(jù)的帶濾波連接器
摘要: 現(xiàn)今的高速系統(tǒng)中,傳統(tǒng)的連接器正在被ICM(集成的連接器模塊)所取代,這種器件包括了標(biāo)準(zhǔn)的RJ-45連接器和分立的變換器。
關(guān)鍵詞: 高速 濾波 連接器
Abstract:
Key words :

  集成的連接器模塊在LAN應(yīng)用中扮演著接口和電路保護(hù)的角色。

  現(xiàn)今的高速系統(tǒng)中,傳統(tǒng)的連接器正在被ICM(集成的連接器模塊)所取代,這種器件包括了標(biāo)準(zhǔn)的RJ-45連接器和分立的變換器。除了為本地網(wǎng)絡(luò)提供電接口,這類濾波連接器還提供了網(wǎng)絡(luò)電纜與所在設(shè)備間獨(dú)立的屏障,以抑制傳導(dǎo)EMI和輻射EMI,這些功能是無濾波連接器不具備的。

  雖然ICM看起來和RJ-45連接器一樣,但一些特性使得ICM與眾不同。為了確保ICM能達(dá)到所在設(shè)備的特定要求,設(shè)計(jì)工程師在設(shè)計(jì)階段應(yīng)和ICM供應(yīng)商共同研究。

集成分立變換器的連接器被用于當(dāng)今的高速系統(tǒng)

  集成分立變換器的連接器被用于當(dāng)今的高速系統(tǒng)

  在選擇ICM時(shí)應(yīng)注意的問題包括被傳送的數(shù)據(jù)的速率和類型、連接方式,以及應(yīng)用的環(huán)境。同時(shí)要考慮的因素還有電的指標(biāo)、耐久性(durability rating)、RJ-45的材料和機(jī)械規(guī)格。

  ICM的考慮因素

  由于ICM也是數(shù)據(jù)傳遞的一部分,有幾個(gè)電參數(shù)需要說明。這些參數(shù)決定了ICM對(duì)信號(hào)質(zhì)量的影響,包括插入損耗、回波損耗、共膜抑制和串?dāng)_。

  速率是選擇ICM時(shí)的首要考慮因素。當(dāng)數(shù)據(jù)的傳輸速率——10Base-T、100B

 

ase-Tx還是1000Base-T——確定了,工程師要決定ICM是否需要有PoE能力。如果部件的說明上沒有明確指出,就很可能不提供PoE。

 

  連接器在什么溫度條件下應(yīng)用?是否需要ICM在更寬的溫度范圍工作呢?確認(rèn)核心材料能否承受低溫環(huán)境是非常重要的。當(dāng)溫度為-40~0℃,電感值就會(huì)下降,可能將不兼容IEEE。因此,需要魯棒性好的磁性材料。

  RJ-45的耐久性由插入力、撥出力和插入保持(plug-in-jack retention)等決定,這需要檢查在屏蔽、連接處和外殼使用的材料。

  插口的數(shù)量

  一旦上述問題確定了,設(shè)計(jì)者就要計(jì)算出需要多少個(gè)插口。標(biāo)準(zhǔn)ICM的配置為單口到最多16個(gè)口。

  多個(gè)口的應(yīng)用時(shí),插口可以安排在單排,或是兩排疊放,還可以包含一個(gè)或兩個(gè)USB連接器。

  插口的類型

  當(dāng)插口的數(shù)量和配置的類型確定了,下一步要決定“tab up”還是“tab down”,以及端接是表面貼型還是通孔焊接型。

  另一個(gè)需要明確的是選擇每個(gè)插口上信號(hào)器的個(gè)數(shù),例如LED信號(hào)燈的個(gè)數(shù)。LED有單色、雙色和多色幾種,可以表示速率、電源通電和PoE使能等信息,每個(gè)插口最多可以有兩個(gè)LED。

  機(jī)械規(guī)格

  關(guān)于機(jī)械規(guī)格,工程師應(yīng)該考慮到需要什么尺寸、什么配置、多少引腳。引腳排列是往往被認(rèn)為是標(biāo)準(zhǔn)的,其實(shí)各個(gè)制造商之間有很大區(qū)別,如表1所示。

  表1 連接器在LAN市場的應(yīng)用

 連接器在LAN市場的應(yīng)用

  臺(tái)式PC

  臺(tái)式PC使用1×1平臺(tái)和1個(gè)帶過濾的RJ-45連接器,還可能帶有兩個(gè)USB,筆記本電腦則需要矮版(11.30mm)的部件。無論是10/100Base-Tx還是1000Base-T,速率決定了連接器平臺(tái)的類型。

  橋接設(shè)備

  交換機(jī)和路由器等橋接設(shè)備一般需要2×n的平臺(tái)。可以采用2×4(8插口)、2×6(12插口)或2×8(16插口)任意組合,由最合適的插口數(shù)量確定。

  SOHO應(yīng)用

  在SOHO應(yīng)用中,1×2、1×4、1×6或1×8等1×n平臺(tái)最為常用。正如前面講的,由系統(tǒng)所需的插口數(shù)量來確定平臺(tái)的組合。

  然而,要考慮EMI和數(shù)據(jù)完整性時(shí),不是所有濾波連接器都具有相同的魯棒性。為了避免這個(gè)問題,PCB的設(shè)計(jì)有時(shí)需要磁性材料提供商的參與以進(jìn)行系統(tǒng)級(jí)的評(píng)估。

  另外,若選擇非標(biāo)準(zhǔn)的2×n引腳排列,可能會(huì)需要重新設(shè)計(jì),拖延上市時(shí)間??傊?,要認(rèn)識(shí)到主要的標(biāo)準(zhǔn)和系統(tǒng)的需要。

  服務(wù)器

  服務(wù)器的機(jī)架式、塔式和刀片式解決方案主要采用高速1U或2U平臺(tái)。試圖滿足EMI標(biāo)準(zhǔn)時(shí),為機(jī)架式服務(wù)器選擇G比特模塊是具有挑戰(zhàn)性的。

  有文檔/打印數(shù)據(jù)共享等多種功能的高性能、節(jié)省空間的服務(wù)器需要1×n平臺(tái)。如果系統(tǒng)在-40~0℃的環(huán)境中使用,則需要工作溫度范圍更寬的ICM。

  寬帶

  對(duì)于電纜和xDSL等寬帶產(chǎn)品,低成本、高容量的1×1、1×2濾波連接器最適合。大量的應(yīng)用仍然需要10/100Base-Tx,通常使用1×1閉鎖平臺(tái)。

  使用集成模塊的優(yōu)勢愈加明顯,它與分立解決方案的價(jià)格差距在縮小,而且能夠間接的節(jié)約成本,例如節(jié)省PCB的空間、將單個(gè)元件的數(shù)量最小化,以及提高產(chǎn)量。雖然有用戶定制的部件,但定制的優(yōu)勢和標(biāo)準(zhǔn)件成本及時(shí)間優(yōu)勢無法相提并論。

  游戲產(chǎn)業(yè)應(yīng)用

  在游戲產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用中,往往使用和寬帶應(yīng)用相同的低成本1×1 10/100 Base-Tx。當(dāng)然,在某些應(yīng)用中也需要較高的速率,這時(shí)可以使用的1000Base-T的ICM。

  無線應(yīng)用

  在基站和接入點(diǎn)等無線應(yīng)用中,需要帶有1個(gè)PoE標(biāo)準(zhǔn)兼容插口的1×n平臺(tái)。一些PoE兼容的磁性元件可以在極端溫度條件下工作,適合工業(yè)以太網(wǎng)的應(yīng)用。

  現(xiàn)在有很多無線接入點(diǎn)有5個(gè)以太網(wǎng)插口。由于市場上5插口的標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)不多,最佳的解決方案是使用一個(gè)1×4和一個(gè)1×1的ICM。

  NIC

  網(wǎng)絡(luò)接口卡(NIC)需要的速率是10/100Base-Tx或1000Base-T。后來的一些解決方案使用了PCI Express卡代替?zhèn)鹘y(tǒng)的NIC。

  更快的速率意味著很可能會(huì)有更大的噪聲。在這種情況下,最佳方案是選用一個(gè)有很好的共模衰減的濾波連接器。

 
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