ईथरनेट चुंबकीय मॉड्यूलः विनिर्देशों और चयन के लिए गाइड

एक ईथरनेट चुंबकीय मॉड्यूल (जिसे LAN magnetics) भी कहा जाता है, ईथरनेट PHY और RJ45/केबल के बीच स्थित होता है और गैल्वेनिक अलगाव, विभेदक युग्मन और सामान्य-मोड शोर दमन प्रदान करता है। सही magnetics चयन—OCL, इंसर्शन/रिटर्न लॉस, अलगाव रेटिंग और फ़ुटप्रिंट का मिलान—लिंक अस्थिरता, EMI समस्याओं और सुरक्षा परीक्षण विफलताओं को रोकता है।

यह ईथरनेट चुंबकीय मॉड्यूल के लिए एक आधिकारिक मार्गदर्शिका है: कार्य, मुख्य विनिर्देश (350µH OCL, ~1500 Vrms अलगाव), 10/100 बनाम 1G अंतर, लेआउट और चयन चेकलिस्ट।

★​ एक ईथरनेट चुंबकीय मॉड्यूल क्या करता है?

एक ईथरनेट चुंबकीय मॉड्यूल तीन कसकर संबंधित भूमिकाएँ निभाता है:

1. गैल्वेनिक अलगाव। यह केबल (MDI) और डिजिटल लॉजिक के बीच एक सुरक्षा बाधा बनाता है, उपकरणों और उपयोगकर्ताओं को सर्ज से बचाता है और सुरक्षा परीक्षण वोल्टेज को पूरा करता है। उद्योग अभ्यास और IEEE मार्गदर्शन आमतौर पर पोर्ट पर एक अलगाव प्रतिरोध परीक्षण की आवश्यकता होती है—आमतौर पर 60 सेकंड या समकक्ष आवेग परीक्षण के लिए ~1500 Vrms के रूप में व्यक्त किया जाता है।
2. विभेदक युग्मन और प्रतिबाधा मिलान। ट्रांसफॉर्मर ईथरनेट PHY द्वारा आवश्यक सेंटर-टैप्ड विभेदक युग्मन प्रदान करते हैं और चैनल को आकार देने में मदद करते हैं ताकि PHY रिटर्न-लॉस और मास्क आवश्यकताओं को पूरा करे।
3. सामान्य-मोड शोर दमन। एकीकृत सामान्य-मोड चोक (CMCs) विभेदक-से-सामान्य रूपांतरण को कम करते हैं और मुड़ जोड़ी केबलों से विकिरणित उत्सर्जन को सीमित करते हैं, जिससे EMC प्रदर्शन में सुधार होता है।

ये भूमिकाएँ परस्पर निर्भर हैं: अलगाव विकल्प वाइंडिंग इन्सुलेशन और क्रीपेज को प्रभावित करते हैं; OCL और CMC पैरामीटर कम-आवृत्ति व्यवहार और EMI को प्रभावित करते हैं; फ़ुटप्रिंट और पिनआउट यह निर्धारित करते हैं कि क्या कोई भाग ड्रॉप-इन प्रतिस्थापन हो सकता है।

यदि PoE/PoE+ लागू होता है, तो पूर्ण PSE धारा के तहत CMC संतृप्ति और तापमान वृद्धि को सत्यापित करें।के  ईथरनेट चुंबकीय मॉड्यूल

की मुख्य विशिष्टताएँ

नीचे वे विशेषताएँ दी गई हैं जिनका उपयोग इंजीनियरिंग टीमें और खरीद magnetics की तुलना और योग्यता के लिए करते हैं। इन्हें किसी भी चयन या प्रतिस्थापन निर्णय के लिए न्यूनतम चेकलिस्ट के रूप में मानें।

Hi-Pot स्तर (आमतौर पर 1500 Vrms) यह दर्शाता है कि भाग वोल्टेज तनाव से बचेगा और सुरक्षा/मानक परीक्षण आवश्यकताओं को पूरा करेगा।व्यावहारिक नोट:

डेटाशीट की तुलना करते समय, सुनिश्चित करें कि OCL परीक्षण आवृत्ति, वोल्टेज और पूर्वाग्रह धारा मेल खाते हैं—ये चर मापा गया इंडक्शन को काफी बदलते हैं।

• यांत्रिक और पैकेज विनिर्देशपैकेज प्रकार: SMD-16P, एकीकृत RJ45
• + magnetics, या असतत थ्रू-होल।बॉडी आयाम और बैठे हुए ऊंचाई:
• चेसिस क्लीयरेंस और मेटिंग कनेक्टर्स के लिए महत्वपूर्ण।पिनआउट और फ़ुटप्रिंट:

ड्रॉप-इन प्रतिस्थापन के लिए पिन संगतता आवश्यक है; अनुशंसित लैंड पैटर्न और पैड आयामों को सत्यापित करें।

• पर्यावरण, सामग्री और अनुपालनऑपरेटिंग / स्टोरेज तापमान रेंज
• (वाणिज्यिक बनाम औद्योगिक)।RoHS और हैलोजन-मुक्त
• स्थिति और पीक रिफ्लो रेटिंग (उदाहरण के लिए, RoHS भागों के लिए 255 ±5 °C विशिष्ट)।लाइफसाइकिल / उपलब्धता

: लंबे जीवनचक्र वाले उत्पादों के लिए, निर्माता समर्थन और अप्रचलन नीतियों को सत्यापित करें। ★ 

10/100Base-T बनाम 1000Base-T LAN Magnetics — मुख्य अंतर

• इन अंतरों को समझने से महंगी गलतियाँ बचती हैं:सिग्नल बैंडविड्थ और जोड़ी गणना।
• 1000Base-T एक साथ चार जोड़े का उपयोग करता है और उच्च प्रतीक दरों पर संचालित होता है, इसलिए magnetics को कड़े रिटर्न-लॉस और क्रॉसस्टॉक मास्क को पूरा करना होगा। 10/100 डिज़ाइन कम बैंडविड्थ वाले होते हैं और अक्सर उच्च OCL मानों को सहन करते हैं।सामान्य-मोड चोक एकीकरण और प्रदर्शन।
• गीगाबिट मॉड्यूल में आमतौर पर जोड़ी-से-जोड़ी युग्मन को नियंत्रित करने और EMC को पूरा करने के लिए व्यापक बैंड में सख्त प्रतिबाधा वाले CMCs की आवश्यकता होती है। 10/100 मॉड्यूल में सरल CMC आवश्यकताएं होती हैं।अंतर-संचालन क्षमता।

एक 1000Base-T magnetics असेंबली अक्सर 10/100 आवश्यकताओं को विद्युत रूप से पूरा कर सकती है, लेकिन अधिक महंगी हो सकती है। इसके विपरीत, एक 10/100 magnetics असेंबली आमतौर पर गीगाबिट ऑपरेशन के लिए अनुपयुक्त होती है। PHY विक्रेता दिशानिर्देशों और लैब परीक्षण के साथ मान्य करें।कब चुनें:
 

पर्याप्त क्रीपेज/क्लीयरेंस बनाए रखें और PoE धाराएँ प्रवाहित होने पर थर्मल वृद्धि को सत्यापित करें।★

OCL क्यों मायने रखता है और इसके विनिर्देश को कैसे पढ़ेंओपन-सर्किट इंडक्शन

(OCL) ट्रांसफॉर्मर का प्राथमिक इंडक्शन है जिसे द्वितीयक खुले के साथ मापा जाता है। 10/100Base-T डिज़ाइनों के लिए, एक उच्च OCL (आमतौर पर IEEE परीक्षण सम्मेलनों के तहत न्यूनतम ≈350 µH) यह सुनिश्चित करता है कि magnetics बेसलाइन विचरण और लंबे फ्रेम के दौरान गिरावट को रोकने के लिए पर्याप्त कम-आवृत्ति ऊर्जा भंडारण प्रदान करते हैं। बेसलाइन विचरण और गिरावट रिसीवर ट्रैकिंग को प्रभावित करते हैं और यदि जाँच न की जाए तो BER में वृद्धि हो सकती है।

• मुख्य पढ़ने के सुझाव:परीक्षण स्थितियों की जाँच करें।
• OCL अक्सर एक विशिष्ट परीक्षण आवृत्ति, वोल्टेज और DC पूर्वाग्रह पर दिया जाता है; विभिन्न प्रयोगशालाएँ अलग-अलग संख्याएँ रिपोर्ट करती हैं।OCL बनाम पूर्वाग्रह वक्र देखें।

पर्याप्त क्रीपेज/क्लीयरेंस बनाए रखें और PoE धाराएँ प्रवाहित होने पर थर्मल वृद्धि को सत्यापित करें।★

सामान्य-मोड चोक (CMC) — चयन और PoE विचार

• एक CMC ईथरनेट magnetics का एक मुख्य तत्व है। यह सामान्य-मोड धाराओं के लिए उच्च प्रतिबाधा प्रदान करता है जबकि वांछित विभेदक सिग्नल को पास करने की अनुमति देता है। CMCs का चयन करते समय, इन पर ध्यान दें:प्रतिबाधा बनाम आवृत्ति वक्र
• — समस्या आवृत्ति बैंड में दमन सुनिश्चित करता है।DC संतृप्ति रेटिंग
• — PoE अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है जहाँ DC धारा सेंटर टैप से होकर बहती है और चोक को पूर्वाग्रह/संतृप्त कर सकती है, जिससे CMRR कम हो जाता है।इंसर्शन लॉस और थर्मल प्रदर्शन

— उच्च धाराएँ (PoE+) गर्मी उत्पन्न करती हैं; भागों को अपेक्षित PSE धारा के तहत कम या सत्यापित किया जाना चाहिए। ★

ईथरनेट चुंबकीय मॉड्यूल संगतता और प्रतिस्थापन

1. जब कोई उत्पाद पृष्ठ “समकक्ष” या “ड्रॉप-इन प्रतिस्थापन” का दावा करता है, तो प्रतिस्थापन को स्वीकृत करने से पहले इस चेकलिस्ट का पालन करें:पिनआउट और फ़ुटप्रिंट मिलान।
2. यहाँ कोई भी बेमेल PCB को फिर से डिज़ाइन करने के लिए मजबूर कर सकता है।टर्न अनुपात और सेंटर-टैप कनेक्शन।
3. पुष्टि करें कि सेंटर-टैप उपयोग PHY बायसिंग से मेल खाता है।OCL और इंसर्शन/रिटर्न लॉस समानता। समान या बेहतर विद्युत प्रदर्शन सुनिश्चित करें — और
4. पुष्टि करें कि परीक्षण स्थितियाँ मेल खाती हैं।Hi-Pot / अलगाव मार्जिन।
5. सुरक्षा रेटिंग मूल के बराबर या उससे अधिक होनी चाहिए। ﹘1500 Vrms एक सामान्य संदर्भ है।थर्मल और DC पूर्वाग्रह व्यवहार (PoE)।

PoE धाराओं के तहत DC संतृप्ति और थर्मल कम रेटिंग को मान्य करें।व्यावहारिक कार्यप्रवाह: तुलना करें डेटाशीट

यदि PoE/PoE+ लागू होता है, तो पूर्ण PSE धारा के तहत CMC संतृप्ति और तापमान वृद्धि को सत्यापित करें।★ 

ईथरनेट चुंबकीय मॉड्यूल PCB लेआउट

• अच्छा लेआउट उन magnetics को हराने से बचता है जिन्हें आपने अभी चुना है:magnetics बॉडी के नीचे एक GND कीपआउट रखें
• जहाँ अनुशंसित है — यह चोक के सामान्य-मोड प्रदर्शन को संरक्षित करता है और अनपेक्षित मोड रूपांतरण को कम करता है। PHY विक्रेता एप्लिकेशन नोट्स और magnetics डेटाशीट मार्गदर्शन का पालन करें।स्टब लंबाई को कम करें
• PHY से magnetics तक — स्टब प्रतिबिंबों को बढ़ाते हैं और रिटर्न-लॉस मास्क को तोड़ सकते हैं। यह गीगाबिट डिज़ाइनों के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण है।सेंटर टैप को सही ढंग से रूट करें
• — आमतौर पर DC पूर्वाग्रह नेटवर्क (Vcc या पूर्वाग्रह प्रतिरोधों) और PHY संदर्भ के अनुसार डिकूपलिंग के लिए।PoE के लिए थर्मल और क्रीपेज योजना:

पर्याप्त क्रीपेज/क्लीयरेंस बनाए रखें और PoE धाराएँ प्रवाहित होने पर थर्मल वृद्धि को सत्यापित करें।★

परीक्षण और सत्यापन चेकलिस्ट 

• किसी magnetics भाग को उत्पादन के लिए स्वीकृत करने से पहले, इन जाँचों को चलाएँ:PHY लिंक परीक्षण:
• प्रतिनिधि केबलों और लंबाई में आवश्यक गति से लिंक करें।BER / तनाव परीक्षण:
• बेसलाइन विचरण समस्याओं को प्रकट करने के लिए निरंतर डेटा स्थानांतरण और लंबे फ्रेम।रिटर्न-लॉस / इंसर्शन-लॉस स्वीप:
• PHY मास्क या विक्रेता एप्लिकेशन नोट्स के विरुद्ध मान्य करें।Hi-Pot / इन्सुलेशन परीक्षण:
• लक्ष्य मानक के अनुसार अलगाव प्रतिरोध स्तरों को सत्यापित करें।EMC प्री-स्कैन:
• स्पष्ट विफलताओं को देखने के लिए त्वरित विकिरणित और संचालित जाँच।PoE थर्मल और DC संतृप्ति परीक्षण:

यदि PoE/PoE+ लागू होता है, तो पूर्ण PSE धारा के तहत CMC संतृप्ति और तापमान वृद्धि को सत्यापित करें।★ 

LAN चुंबकीय मॉड्यूल के बारे में अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

प्र – OCL का क्या अर्थ है और 350 µH क्यों निर्दिष्ट है?

उत्तर – OCL (ओपन-सर्किट इंडक्शन) प्राथमिक पर मापा गया इंडक्शन है जिसमें द्वितीयक खुला होता है। 100Base-T सामान्य मार्गदर्शन में, ~350 µH न्यूनतम (निर्दिष्ट परीक्षण स्थितियों के तहत) बेसलाइन विचरण को नियंत्रित करने और लंबे फ्रेम के लिए रिसीवर ट्रैकिंग की गारंटी देने में मदद करता है।

प्र – क्या 1500 Vrms अलगाव आवश्यक है?

उत्तर – IEEE मार्गदर्शन और संदर्भित सुरक्षा मानक आमतौर पर ईथरनेट पोर्ट के लिए एक लक्ष्य अलगाव परीक्षण के रूप में 1500 Vrms (60 s) या समकक्ष आवेग परीक्षण का उपयोग करते हैं; डिजाइनरों को अपनी उत्पाद श्रेणी के लिए लागू मानक के संस्करण की पुष्टि करनी चाहिए।

प्र – क्या मैं फास्ट ईथरनेट डिज़ाइन में गीगाबिट magnetics भाग का उपयोग कर सकता हूँ?

उत्तर – हाँ, विद्युत रूप से एक गीगाबिट भाग आमतौर पर 10/100 मास्क को पूरा करता है या उससे अधिक होता है, लेकिन यह अधिक महंगा हो सकता है और इसका फ़ुटप्रिंट/पिनआउट संगत होना चाहिए। विक्रेता मार्गदर्शन को सत्यापित करें और अपने सिस्टम में परीक्षण करें।

प्र – मैं किसी कथित “समकक्ष” भाग को कैसे सत्यापित करूँ?

उत्तर – पंक्ति दर पंक्ति डेटाशीट तुलना, नमूना परीक्षण (PHY, BER, EMC), और पिनआउट सत्यापन आवश्यक हैं। अकेले मार्केटिंग दावे अपर्याप्त हैं।

1. त्वरित चयन चेकलिस्ट 
2. आवश्यक गति (10/100 बनाम 1G) की पुष्टि करें।
3. टर्न अनुपात और सेंटर-टैप योजना से मेल करें।
4. OCL और परीक्षण स्थितियों को सत्यापित करें (कई 100Base-T मामलों के लिए 350 µH मिनट)।
5. PHY आवृत्ति बैंड में इंसर्शन और रिटर्न लॉस की जाँच करें।
6. अलगाव (Hi-Pot) रेटिंग (~1500 Vrms लक्ष्य) की पुष्टि करें।
7. फ़ुटप्रिंट/पिनआउट और पैकेज ऊंचाई को मान्य करें।
8. PoE के लिए, CMC DC संतृप्ति और थर्मल व्यवहार की जाँच करें।

नमूने का अनुरोध करें और PHY + EMC प्रीटेस्ट चलाएँ।

निष्कर्ष

सही ईथरनेट चुंबकीय मॉड्यूल का चयन एक डिज़ाइन निर्णय है जो विद्युत प्रदर्शन, सुरक्षा और यांत्रिक संगतता को जोड़ता है। OCL, इंसर्शन/रिटर्न लॉस, अलगाव रेटिंग और पिनआउट का उपयोग अपने प्राथमिक गेट के रूप में करें; डेटाशीट और अपने वास्तविक PHY और बोर्ड लेआउट पर नमूना परीक्षण के साथ दावों को मान्य करें।डेटाशीट डाउनलोड करें, अनुरोध करें एक फ़ुटप्रिंट फ़ाइल, या इंजीनियरिंग नमूने ऑर्डर करें