LANs com fio: O mais comum

May 13, 2023

Joe Pulomena 14 de agosto de 2018

Na última década, as inovações em tecnologia ajudaram as conexões sem fio a se tornarem mais prevalentes e confiáveis, permitindo conexões compartilhadas entre dispositivos e distâncias maiores. Sem fio definitivamente tem seu lugar. No entanto, as LANs com fio têm muitos benefícios que são críticos para o projeto da maioria das redes. Eles incluem velocidade, menos interferência eletromagnética (EMI), melhor segurança, mais estabilidade e maior confiabilidade. Com os novos avanços tecnológicos, as vantagens das LANs com fio estão aumentando exponencialmente.

1. A figura mostra uma estrutura de interface LAN (100BASE-TX) com dois transformadores de pulso e duas bobinas de modo comum. (Fonte da imagem: Product Marketing Magnetics, EPCOS Inc., A TDK Group Co.)

Muitas vezes associamos o wireless com a Internet das Coisas (IoT), mas também é alimentado por LANs com fio. Por exemplo, à medida que mais servidores, PCs, laptops, smart TVs, dispositivos de áudio/visual, pontos de acesso sem fio e outros dispositivos digitais aumentam em uma rede, garantir que uma LAN com fio de qualidade esteja o mais próximo possível dos dispositivos ajudará a proteger a sucesso da rede. Simplificando, eles dependem da conectividade LAN com fio para funcionar bem.

Como resultado, o número de servidores e roteadores que atendem a um número cada vez maior de portas LAN continuará a crescer, assim como a multiplicidade de dispositivos de consumo, como notebooks, TVs digitais e outros dispositivos audiovisuais, que se beneficiarão dos benefícios da conexão com fio Conectividade LAN.

A chave para LANs com fio confiáveis

Para que as LANs com fio funcionem, os transformadores de pulso enviam transmissões de pulso retangular. Os transformadores de pulso são como qualquer outro transformador; eles contêm enrolamentos primários e secundários em um único núcleo. A separação galvânica ajuda a proteger ICs sensíveis e dispositivos em rede dentro da rede contra polarização DC. Além disso, esses núcleos evitam distorções na forma de onda de pulso em uma ampla faixa de frequência. Eles também têm baixas perdas que transmitem ondas de pulso, tendo muitas frequências diferentes resultantes da Transformada Rápida de Fourier.

Os transformadores de pulso LAN mais recentes, desenvolvidos ao longo dos últimos anos, usam materiais de ferrite de alto desempenho no núcleo. Além de melhorar o desempenho, isso ajuda os transformadores a terem uma vida útil operacional mais longa.

2. Um novo tipo de bobina de modo comum é fabricado usando materiais avançados e processos de enrolamento automático. Isso produz módulos transformadores de pulso que são pequenos o suficiente para serem integrados em conectores LAN RJ-45 padrão. (Fonte da imagem: Product Marketing Magnetics, EPCOS Inc., A TDK Group Co.)

Os transformadores de pulso LAN são normalmente usados ​​juntamente com um indutor de modo comum para formar um módulo de transformador de pulso, que limita a entrada ou saída de ruído de modo comum do sistema. Um módulo de transformador de pulso geralmente é embutido no conector RJ-45 para formar um módulo conector. Como resultado, os transformadores de pulso LAN devem ser extremamente compactos para serem usados ​​em conectores RJ-45 padrão (consulte a figura 1).

Desempenho extremamente confiável

A demanda por transformadores de pulso LAN SMD aumentou significativamente nos últimos anos, principalmente à medida que mais dispositivos são conectados. No entanto, os métodos tradicionais de produção manual têm sido a norma. Para acelerar a fabricação e melhorar o desempenho, a qualidade e a miniaturização dos transformadores de pulso, novos métodos de fabricação e projetos de transformadores de pulso precisam evoluir.

Para melhorar o desempenho, os módulos de transformador de pulso utilizam núcleos de anel tanto na bobina de modo comum quanto no transformador. Os núcleos de anel têm um fluxo de vazamento menor devido ao seu design, o que minimiza as lacunas de ar que são características normais de outros formatos de núcleo. Além disso, os núcleos do anel podem ser fabricados usando um processo de enrolamento automático, evitando irregularidades no processo de fabricação e nos lotes de produção, mesmo para projetos SMD compactos.

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Esses novos processos de fabricação ajudaram a criar tipos totalmente novos de filtros de modo comum SMD e transformadores de pulso LAN. Os engenheiros descobriram que usar um transportador de bobina em bobinas de modo comum SMD - com um perfil retangular (núcleo DR) que é automaticamente enrolado e ligado a um núcleo ou placa de ferrite SP - criaria o equivalente funcional de um núcleo de anel. Para realizar esse projeto, um material especial de ferrite Ni-Zn é usado dentro desses núcleos para criar alta permeabilidade magnética e densidade de fluxo de saturação em todas as faixas de temperatura normalmente encontradas em ambientes LAN.