如何改善LAN变压器100MHz-500MHz频段的EMI特性

变压器的电性参数中, 共模抑制比CMRR(CommONMode Rejection Ratio)是衡量变压器对共模信号抑制效果的主要参数,基于IEEE802.3xx标准, 一般要求CMRR在1MHz-100MHz频率范围内必须达到-35dB以上, 但对于频率高于100MHz的CMRR没有具体规定, 参考以下Table 1.

　　Table 1:  IEEE.802.3 standard

　　然而, 影响EMI特性的其中一个主要因素就是来自PHY芯片的内部时钟, 通常是以125MHz为基频的谐波, 此谐波频率高达875MHz, 见以下Figure 1.

　　Figure 1:  EMI Spectrum

　　针对此高频谐波, 考虑到以太网的带宽一般不超过500MHz, 伍尔特电子明康有限公司(Wurth ElectronicsMidcom Inc.) 推出系列High Performance& Low EMI (HPLE) LAN 变压器, 包括DiscreteSolution(单体LAN变压器) 和 Integrated Solution(集成RJ45连接器的LAN变压器), 能够有效提高100MHz-500MHz 频率范围的CMRR参数指标至-25dB 以上,见以下图示Figure 2.

　　Figure 2:  CMRR Curve

　　举个例子,下图Schematic A为标准的10/100Base-T LAN变压器的原理图, 共模线圈靠近Cable端, EMI曲线如Figure 3, 100MHz-400MHz频段EMI 超标; Schematic B为HPLE 10/100Bse-T LAN变压器, 对比标准型, 在PHY端增加了三线共模线圈, 从EMI测试曲线Figure 4可以看出, 100MHz-400MHz频段的EMI得到了有效抑制.

　　           Schematic A: CMC on Cable side            Figure 3: EMI Spectrum based on Schematic A

　　    Schematic B: CMC on both PHY/Cable side     Figure 4: EMI Spectrum based on Schematic B