WE-RJ45 RJ45 LAN-Übertrager
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WE-RJ45 RJ45 LAN-Übertrager Merkmale Anwendungen 77 RJ45 Stecker mit integriertem Übertrager/ Stromkompensierter Drossel 77 Erhältlich in SMD, THT und THT mit USB 77 350 µH min. OCL mit 8 mA bias 77 IEEE 802.3 konform 77 Erweiterte Betriebstemperatur: –40 °C bis +85 °C 77 PoE/PoE+ 77 XDSL Modems 77 Embedded PC 77 LAN Anwendungen 77 Hub, Router, Switches QR-Code NEU: Design Kit für RJ45 LAN-Übertrager siehe Seite 515 Verschaltung von LAN Übertragern Der Aufbau eines LAN Übertragers kann je nach Applikation sehr unterschiedlich sein. Das kann bei der Suche nach dem richtigen Übertrager zu Verwirrungen führen. Die Schaltbilder weisen dennoch einige Gemeinsamkeiten auf. Alle sich im Katalog befindlichen LAN Übertrager enthalten einen Übertrager und eine stromkompensierte Drossel pro Kanal. Bei 10/100 BaseT Anwendungen gibt es einen Sende- und einen Empfangskanal. Es befinden sich also zwei Übertrager und zwei stromkompensierte Drosseln im LAN Übertrager (10/100 BaseT). Zusätzlich zu diesen bekannten Baugruppen ist bei den RJ45-Buchsen noch ein Widerstandsnetzwerk integriert. Dieses Widerstandsnetzwerk besteht aus einem 75 Ω Widerstand pro Adernpaar und wird mit einem 1000 pF Kondensator an Masse angebunden. Es wird Bob-Smith Termination genannt und dient der zusätzlichen Reduzierung von EMV-Störungen. Weitere Elemente, die vorkommen können, sind dreifache stromkompensierte Drosseln, mehrere stromkompensierte Drosseln auf einem Kern oder sogenannte Autoübertrager. Dass diese Elemente bei manchen Schaltungen vorhanden sind und bei machen nicht, liegt an der Verdrahtung von Stecker zu Platine. Überkreuzen sich zu viele Bahnen, führt das zu einem Performanceverlust. Um diesen auszugleichen, werden solche Elemente behelfsweise eingebaut (weitere Infos in der Trilogie der induktiven Bauelemente S. 105 ff.). Deshalb kann die innere Schaltung auch als „Black Box“ angenommen werden. 749 010 012) und einen PHY-Chip zur Umrechnung der analogen Daten in Signale. Das untere Schaltbild zeigt eine typische Verschaltung. Bei diskreten LAN-Über­ tragern ist die 75 Ω Termination nicht enthalten. Sie sollte kundenseitig im Design vorgesehen werden. Abb. 1: 100 BaseT diskret aufgebaut + TD+ 04/13 + 1:1 J1 75 Ω CTD 75 Ω RD+ J4 3 J5 J2 TD– 1:1 J3 75 Ω CRD 75 Ω J7 J8 RD– J6 1000 pF 2 kV Abb. 2: 100 BaseT integriert aufgebaut + TD+ 1:1 J1 75 Ω CTD 75 Ω J4 J5 J2 TD– RD+ In Abbildung 1 ist beschrieben, wie ein diskreter LAN Übertrager an den Chip, den sogenannten PHY (Physikalisch Logische Einheit) angeschlossen wird. Man benötigt für die Schaltung eine LAN Buchse ohne passive Komponenten (z.B. Würth Elektronik 615 006 143 421), einen LAN Übertrager (z.B. Die Komplettlösung stellt ein integrierter Übertrager da. Er vereint nicht nur Buchse und diskreten LAN Übertrager, er hat auch die Bob Smith Termination integriert. Der Anschluss zum PHY erfolgt genau wie beim diskreten LAN Übertrager. 1:1 CRD J3 75 Ω 75 Ω J7 J8 RD– J6 1000 pF 2 kV Würth Elektronik eiSos www.we-online.de 459 WE-RJ45 RJ45 LAN-Übertrager Die Komplettlösung stellt ein integrierter Übertrager da (Abbildung 2). Er vereint Buchse, diskreten LAN Übertrager und 75 Ω Termination. Der Anschluss zum PHY erfolgt wie beim diskreten LAN Übertrager. Die Kabelseite ist im Schaltbild des RJ45 daran zu erkennen, dass die Eingänge mit dem Buchstaben „J“ beschriftet sind. Die Reihenfolge der Pins ist immer gleich. Bei diskreten LAN Übertragern ist in der Bezeichnung der Kabelseite ein „X“ enthalten. Bei 1000 BaseT werden alle vier Kanäle benutzt. Das untere Beispiel zeigt wieder einen integrierten RJ45 Übertrager. Auffällig sind hier die 50 Ω Abschluss­ widerstände von Leitung zur Masse, die sich zwischen LAN Übertrager und PHY befinden. Am Eingang eines jeden PHYs steht ein hochohmiger Verstärker. Die Abschlusswiderstände verhindern die Rückreflexion der Datensignale auf die Leitung. Zum Schutz vor Überspannungen bietet sich eine TVS Diode zwischen Übertrager und PHY an. Die Applikationsbeispiele hierzu sind auf S. 309 zu finden. Bei stromgesteuerten PHYs (Abbildung 3) wird zusätzlich eine Spannungsquelle (3,3 V) an die Mittelanzapfung des Übertragers und zwischen den Abschlusswiderständen angeschlossen. Ob diese Widerstände und/oder die zusätzliche Spannungsquelle benötigt werden, hängt immer vom inneren Ausbau des PHYs ab und sollte in dessen Datenblatt nachgeschlagen werden. Grundsätzlich gilt, dass der Abstand zwischen PHY und LAN Übertrager so gering wie möglich sein sollte. Mithilfe von Power over Ethernet (PoE) besteht die Möglichkeit über das Netzwerk externe Peripheriegeräte mit Spannung zu versorgen. In Abbildung 4 ist eine Spannungsquelle zu erkennen. Sie wird hier PSE (Power Source Equipment) genannt. Die Versorgungsspannungen werden zunächst mit dem Datensignal überlagert. Am Übertrager trennen sich Versorgungsspannungen und Datensignale wieder. Die Signale werden auf die andere Seite Übertragen, die Versorgungsspannungen über den Übertrager-Mittel­ abgriff abgeleitet. Zur Bob Smith Termination gehören zusätzliche Kondensatoren, weil sich die spannungs­ geführten Leitungen andernfalls kurz schließen würden. Abb. 3: Stromgesteuerter 1000 BaseT Als Verpolschutz für das zu versorgende Gerät (auch Powered Device oder PD genannt) dient eine Dioden­brücke. Im Schaltbild ist diese rechts neben dem Powered Device eingezeichnet. In einigen integrierten LAN Übertragern ist die Diodenbrücke bereits integriert (siehe S. 479 Schaltbild 1). Auf eine zusätzliche Bob Smith Termination kann dann verzichtet werden. Jedoch empfiehlt sich eine stromkompensierte Drossel in die PoE Leitungen zu legen (z.B. Art.-Nr. 744 230 251) sollte die Gefahr störender Einflüsse bestehen. + V DD D0+ 50 Ω 1:1 V DD J1 75 Ω 10nF 50 Ω J2 D0– D1+ 50 Ω 1:1 V DD J3 75 Ω 10nF 50 Ω J6 D1– D2+ 50 Ω 1:1 V DD J4 75 Ω 10nF 50 Ω J5 D2– D3+ 1:1 V DD 50 Ω J7 75 Ω 10nF 50 Ω J8 D3– 1000 pF 2kV 4X 0.1 µ F Abb. 4: Power over Ethernet (PoE) 100 BaseT + TD+ 1:1 J4 J5 J2 TD– RD+ DC 1:1 J3 J7 CRD J8 RD– Power Device PSE J1 CTD J6 + Daten + - 4X 22 nF/ 50 V + 4X 75 Ω optional 460 www.we-online.de Würth Elektronik eiSos 04/13
