Dans les introductions de produits de diverses entreprises qui produisent des transformateurs de réseau dans le pays et à l'étranger, la première liste est la perte d'insertion, la perte de retour, les interférences de croisement et le taux de rejet de mode commun de divers types de transformateurs de réseau en ce qui concerne les caractéristiques de fréquence. La raison en est que le fait de ne pas répondre aux exigences de l'un de ces quatre indicateurs entraînera une communication réseau non fluide ou une perte de paquets. Par conséquent, il est nécessaire de clarifier les concepts physiques et les méthodes de détection de ces quatre indicateurs. Cet article présentera brièvement la signification physique et les méthodes de mesure de ces quatre indicateurs des transformateurs de réseau. En même temps, il listera également les indicateurs de perte d'insertion, de perte de retour, d'interférence de croisement et de taux de rejet de mode commun des transformateurs de réseau couramment utilisés. résultat.
1 Schéma électrique du transformateur réseau installé sur la carte réseau La
figure 1 montre le schéma électrique du transformateur réseau installé dans la carte réseau interne de l'ordinateur. La longue boîte dans la partie centrale de la figure est un transformateur de réseau typique produit par plusieurs entreprises. Le transformateur est généralement installé près de l'extrémité d'entrée de la carte réseau. Lorsque vous travaillez, le signal de données de liaison montante envoyé par l'émetteur-récepteur entre par Pin16-Pin15 du transformateur de réseau, et est émis par Pin10-Pin11, puis envoyé au serveur via la paire torsadée non blindée via l'adaptateur RJ45; le signal de données de liaison descendante envoyé par le serveur Grâce à une autre paire de paires torsadées non blindées et d'adaptateur RJ45, il est entré par Pin7-Pin6, sorti par Pin1-Pin2, puis envoyé à l'émetteur-récepteur de la carte réseau.
Figure 1 Schéma de principe du transformateur de réseau installé dans la carte réseau interne de l'ordinateur
On peut voir sur la figure 1 que l'environnement de travail du transformateur de réseau a deux caractéristiques: l'une est que les signaux de tension de données qui le traversent sont des signaux équilibrés, c'est-à-dire que le point de référence de la tension sur les deux lignes de signaux est la ligne de masse et que l'amplitude de la tension est égale. La polarité est opposée; la seconde est que la résistance interne de la source de signal du transformateur de réseau de commande et la valeur de résistance de la résistance de charge du transformateur de réseau sont toutes deux de 100Ω, ce qui est dans un bon état d'adaptation d'impédance. Parce que l'impédance caractéristique de la paire torsadée non blindée connectée aux transformateurs de réseau Pin10-Pin11 et Pin7-Pin6 à droite est de 100Ω.La
société qui produit le transformateur de réseau n'est pas en mesure de souder tous les produits à la carte réseau lors du test des produits en usine. Pour des tests d'application pratiques. Parce que cette détection est trop lourde et que l'efficacité est faible. Par conséquent, il est très important de développer une méthode de détection proche des conditions réelles d'utilisation, pratique et efficace.
2 La définition de la perte d'insertion du transformateur de réseau et sa méthode de détection
Comme le montre la figure 1, le transformateur de réseau est un maillon dans la chaîne de signaux de tension de données alternative bidirectionnelle entre les ordinateurs ← → serveurs. Lorsque le signal passe par cette liaison, il y aura inévitablement une certaine atténuation. La perte d'insertion est une mesure de l'atténuation du signal. Pour le même transformateur de réseau, le degré d'atténuation du signal est lié à la fréquence du signal. Par conséquent, la perte d'insertion se réfère généralement à la courbe de relation entre l'atténuation du signal par le transformateur de réseau et la fréquence du signal.
Afin de faciliter la discussion, le circuit unitaire pour transmettre le signal de tension de données en amont dans le transformateur de réseau de la figure 1 est simplifié dans le circuit représenté sur la figure 2. Dans la figure 2, remplacez le circuit de commande par deux sources de tension équivalentes avec une résistance interne de 50 Ω et remplacez la paire torsadée non blindée par une résistance de 100 Ω. Vi sur la figure représente l'amplitude de la tension de sortie après l'insertion du transformateur de réseau entre le signal et la résistance de charge.
La figure 3 montre le schéma de circuit lorsque la source du signal et la résistance de charge sont directement connectées par deux fils courts. Sur la figure, V2 représente l'amplitude de la tension de sortie lorsque la source du signal et la résistance de charge sont directement connectées par deux fils courts.
Figure 2 Le circuit équivalent de pilotage du transformateur de réseau
Figure 3 Le circuit lorsque la source de signal est directement connectée à la résistance de charge
La perte d'insertion fait référence au rapport entre V1 sur la figure 2 et V2 sur la figure 3. Généralement, la perte d'insertion est exprimée en décibels (dB):
perte d'insertion = 20 * log (V1 / V2) (1)
Généralement, un analyseur de réseau (tel que l'analyseur de réseau HP 8712) est utilisé pour détecter la perte d'insertion d'un transformateur de réseau. L'analyseur de réseau est équipé d'une source de signal sinusoïdal avec une impédance de sortie de 50 Ω, une amplitude constante et un changement linéaire de fréquence avec le temps. Le signal de cette source est émis par la borne RF OUT. Le signal sinusoïdal après avoir passé le produit testé est entré depuis l'analyseur de réseau H IN. L'analyseur de réseau détecte l'entrée du signal sinusoïdal provenant de RF IN et numérise le signal de tension détecté proportionnellement à l'amplitude du signal d'entrée. Les données numérisées sont stockées dans l'unité correspondante de la mémoire interne du micro-ordinateur de l'analyseur de réseau dans l'ordre de fréquence. Une fois la détection terminée, l'analyseur de réseau utilise ces données pour afficher une courbe à l'écran par ordre de fréquence.
L'impédance d'entrée et de sortie de l'analyseur de réseau est de 50 Ω et il s'agit d'un signal déséquilibré, il ne peut donc pas être directement connecté au transformateur de réseau. Lors de l'étalonnage du système de détection et des tests des produits, un convertisseur d'impédance symétrique ← → asymétrique 50Ω / 100Ω doit être ajouté entre l'analyseur de réseau et le transformateur de réseau.
La figure 4 montre le schéma de circuit lors de la détection de la perte d'insertion du circuit de l'unité TX du transformateur de réseau. Après avoir testé le circuit de l'unité TX, basculez le contact correspondant du convertisseur d'impédance symétrique ← → asymétrique 50Ω / 100Ω de la figure 4 sur la broche correspondante du circuit de l'unité RX, puis vérifiez le circuit de l'unité RX.
Le système d'inspection doit être étalonné avant de tester le produit. Lors de l'étalonnage, remplacez le transformateur de réseau de la figure 4 par deux fils courts. L'un des fils courts est connecté au connecteur supérieur des deux convertisseurs d'impédance symétriques ← → asymétriques 50Ω / 100Ω, et l'autre est connecté au connecteur inférieur. Une fois l'étalonnage terminé, HP 8712 considère l'état illustré à la figure 4 comme un étalon de référence pour aucune perte. Et une ligne horizontale avec une perte d'insertion de 0 dB s'affiche à l'écran. Par conséquent, les gens ont l'habitude de désigner le processus d'étalonnage du système de détection par «retour à zéro»
Figure 4 Schéma de circuit lors de la détection de la perte d'insertion du circuit de l'unité IX du transformateur de réseau
Lors du test du produit, retirez les deux fils de court-circuit et remplacez-les par le produit à tester. L'écran affichera la courbe de perte d'insertion avec l'amplitude du produit inséré lorsque la fréquence change. La figure 5 montre la courbe de perte d'insertion mesurée des circuits d'unité TX et RX.
Figure 5 La courbe de perte d'insertion des circuits d'unité TX et RX dans un transformateur de réseau typique
3 La définition de la perte de retour du transformateur de réseau et sa méthode de détection.Une
fois que le transformateur de réseau est inséré entre le système émetteur ou récepteur avec la résistance interne de la source de signal et la résistance de charge de 100Ω, il atténuera non seulement l'amplitude du signal, mais le détruira également dans une certaine mesure. Adaptation d'impédance. En cas de non-concordance d'impédance, le signal de tension sera réfléchi pendant la transmission. Le signal réfléchi se superpose au signal utile, ce qui entraînera également des erreurs de bits ou des pertes de paquets. La perte de retour est utilisée pour mesurer la courbe de relation entre le degré de non-correspondance d'impédance du système et la fréquence du signal après l'insertion d'un transformateur de réseau. La définition de l'affaiblissement de retour est: le rapport du signal réfléchi au signal incident après l'insertion d'un transformateur de réseau dans le système de transmission. En général, la perte de retour est également exprimée en décibels (dB):
perte de retour = 20 * log (Vr / Vi) (2)
où Vi dans l' équation (2) est l'amplitude du signal incident et Vr est l'amplitude du signal réfléchi.
L'instrument de détection de la perte de retour d'un transformateur de réseau est toujours un analyseur de réseau. Mais pour le réinitialiser, passez de l'état de transmission à l'état de réflexion. Dans l'état de transmission, le connecteur RF OUT et le connecteur RF IN de l'analyseur de réseau sont utilisés, et dans l'état d'écho, seul le connecteur RF OUT de l'analyseur de réseau est utilisé. La figure 6 montre le schéma de circuit de l'analyseur de réseau détectant la perte de retour du circuit de l'unité TX du transformateur de réseau.
Avant le test, le système de test doit être étalonné. Il y a 3 étapes pour calibrer dans l'état d'écho: la
première étape est l'étalonnage ouvert. La méthode de correction consiste à retirer le transformateur de réseau à tester et la résistance de 100Ω de la figure 6, et à ouvrir l'extrémité droite du convertisseur d'impédance symétrique ← → asymétrique 50Ω / 100Ω.
La deuxième étape est une courte correction. La méthode de correction est basée sur la première étape, court-circuiter les deux connecteurs à l'extrémité droite du convertisseur d'impédance symétrique ← → asymétrique 50Ω / 100Ω avec un fil court.
Figure 6 Le schéma de circuit de l'analyseur de réseau pour détecter la perte de retour du transformateur de réseau
La troisième étape est l'étalonnage de la charge standard (Load). La méthode de correction est basée sur la deuxième étape, retirez le fil court et connectez-le aux deux connecteurs à l'extrémité droite du convertisseur d'impédance avec une résistance de 100 Ω plus précise. Une fois la troisième étape d'étalonnage terminée, une ligne horizontale avec des fluctuations statistiques inférieures à -60 dB apparaîtra sur l'écran de l'analyseur de réseau. Cette ligne horizontale indique que l'amplitude du signal d'écho est proche de zéro.
Figure 7 La courbe de perte de retour des deux circuits unitaires de IX et RX dans un transformateur de réseau typique
Ensuite, connectez le transformateur de réseau à tester selon la méthode illustrée à la figure 6. À ce moment, l'écran affichera la courbe de relation entre la perte de retour et la fréquence après avoir connecté le transformateur de réseau testé. La figure 7 montre la courbe de perte de retour mesurée des circuits à deux unités du transformateur de réseau typique TX et RX.
4 Définition de l'interférence croisée du transformateur de réseau et sa méthode de détection
Comme le montre la figure 1, il existe deux circuits unitaires de TX et RX dans un transformateur de réseau typique. Bien qu'il n'y ait pas de canal de communication directe entre les deux circuits unitaires, en raison de leur proximité, il y a toujours des interférences croisées par induction spatiale ou couplage de paramètres parasites. La définition de l'interférence de croisement du transformateur de réseau est: le rapport du signal V1 dans l'un des deux circuits unitaires au signal V2 induit dans l'autre circuit unitaire. Généralement, les interférences croisées sont également exprimées en décibels (dB):
interférences croisées = 20 * log (V2 / V1) (3) Lors de la
détection des interférences croisées du transformateur de réseau, l'analyseur de réseau est toujours réglé dans l'état Transmission. La figure 8 montre le schéma de circuit lors de la détection des interférences de croisement entre les deux circuits unitaires du transformateur de réseau TX et RX. On peut voir sur la figure que le signal de balayage provenant de l'analyseur de réseau 8712 RF OUT est uniquement ajouté au circuit de l'unité TX, tandis que l'analyseur de réseau RF IN reçoit le signal du circuit de l'unité RX. La résistance de 100Ω à l'autre extrémité du circuit TX et RX est utilisée pour remplacer la paire torsadée non blindée avec une impédance caractéristique de 100Ω connectée dans l'état de fonctionnement réel.
Le système de détection doit encore être étalonné avant de détecter les interférences croisées. La méthode de correction est la même que lors de la détection de la perte d'insertion du transformateur de réseau. La figure 9 montre la courbe d'interférence de croisement mesurée en fonction de la fréquence entre les deux circuits d'unité du transformateur de réseau typique TX et RX.
Figure 8 Schéma de principe pour la détection des interférences croisées entre deux circuits unitaires du transformateur réseau TX et RX
Figure 9 La courbe de relation des interférences croisées entre les deux circuits unitaires du transformateur réseau TX et RX sur la fréquence
5 Définition du taux de rejet en mode commun du transformateur de réseau et de sa méthode de détection
Le signal de tension de données transmis dans le réseau local est un signal équilibré. Dans une situation idéale, seuls les signaux équilibrés traversent le transformateur de réseau. Cependant, le signal déséquilibré à l'intérieur de l'ordinateur sera induit vers le transformateur de réseau qui lui est connecté via certains canaux parasites, formant un signal d'interférence de mode commun. L'autre extrémité du transformateur de réseau est connectée à un câble à paire torsadée non blindé d'une longueur de plusieurs dizaines de mètres. Le signal d'interférence de mode commun reçu de l'extérieur sur la paire torsadée non blindée sera retransmis à l'ordinateur via le transformateur de réseau. Le transformateur de réseau connecté entre l'ordinateur et la paire torsadée non blindée peut supprimer les signaux d'interférence en mode commun.
La définition du rapport de réjection de mode commun du transformateur de réseau est: le rapport de l'amplitude du signal d'interférence de mode commun Vin à l'extrémité d'entrée du transformateur de réseau à l'amplitude du signal d'interférence de mode commun Vout à l'extrémité de sortie. Généralement, le taux de rejet de mode commun est également exprimé en décibels (dB):
rapport de rejet de mode commun = 20 * log (Vout / Vin) (4) Lors de la
détection du taux de rejet de mode commun du transformateur de réseau, l'analyseur de réseau est toujours réglé dans l'état Transmission. La figure 10 montre le schéma de circuit lors de la détection du taux de rejet en mode commun des deux circuits unitaires du transformateur de réseau TX et RX.
Figure 10 Schéma de circuit lors de la détection du taux de rejet en mode commun des circuits à deux unités du transformateur réseau TX et RX
Lorsque le transformateur de réseau fonctionne, ses extrémités d'entrée et de sortie sont connectées avec une résistance de 100Ω. Afin d'imiter la situation réelle, lors du test du taux de rejet en mode commun du transformateur de réseau, une résistance de 50Ω est connectée à sa broche correspondante. %, R2, deux résistances de 50Ω sont connectées en série en tant que résistance de 100Ω à l'extrémité d'entrée; également, R5, deux résistances de 50Ω sont connectées en série en tant que résistance de 100Ω à l'extrémité de sortie. R3 et deux résistances de 50Ω sont les résistances correspondantes des deux câbles avec une impédance caractéristique de 50Ω.
Avant de détecter le taux de rejet en mode commun du transformateur de réseau, le système de détection doit encore être calibré. La méthode d'étalonnage consiste à retirer le produit à tester et toutes les résistances de la figure 10, à connecter les deux câbles connectés à l'analyseur de réseau RF OUT et RF IN avec un adaptateur de câble de 50 Ω, puis à appuyer sur le bouton d'étalonnage. La figure 11 montre le rapport de réjection de mode commun mesuré en fonction de la courbe de fréquence des circuits d'unité TX et RX d'un transformateur de réseau typique.
Figure 11 La courbe de relation du rapport de réjection de mode commun des deux circuits unitaires du transformateur réseau TX et RX par rapport à la fréquence