Средняя точка в трансформаторе, Зачем она нужна, и что будет, если... Опции

[vitan]

Добрый день!

Вопрос, почему у разных производителей отличаются схемы влючения средней точки трансформатора 100Base-TX на передачу?
Некоторые подключают к питанию, некоторые к земле через конденсатор. Одини раз видел 10 Ом на питание.

Проблема в том, что у меня трансформатор стоит далеко от PHY (общая длина диф. пар от 10 до 20 см, несколько каналов). Если подключить к питанию, то при работе PHY (пока проверял только линк) сильно греется, если на оставить в воздухе, то не греется. При этом размах сигнала равен 4 В (от +2 до -2).
Я думаю, что размах связан с пложим согласованием, а вот зачем питать среднюю точку не очень понятно...

Использую Am79c874 и HX1188 (Pulse)

[insector]

Если кратко, то трансформатор - это развязывающий и согласующий элемент и чтобы на его вторичной обмотке генерировалось переменное напряжение (и передавалось далее), нужно в сердечнике трансформататора обеспечить изменение магнитного потока с одного на противоположное и наоборот. Это можно сделать пуская ток в первичной обмотке в противоположных направлениях.
Теперь отвечая на Ваш вопрос: представим, что производитель определенного PHY сделал выход на трансформатор следующим образом: 2 транзистора, эмиттером подключенные к земле, а их коллекторы выходят на транс. Таким образом, включая поочередно то один транзистор то другой, можно разные концы обмотки притягивать к земле. Отсюда следует, что центральную точку надо будет подтянуть к плюсу. Учитывая то, как намотаны обмотки транса в его сердечнике будет наводиться переменный магнитный поток. И все будет работать.
Т.е. способ подключения транса зависит от схематики выходных каскадов конкретного PHY.
Примерно так.
Нарисуйте такую схему с стрелочками движения токов и все будет понятно.

Кстати, однажды по ошибке подключили среднюю точку не к +, а к земле. Так вот связь по 10 мбит была, а 100 нет. Ну и еще некоторые подглюкивания в определением режима работы. Вот Вам и несогласования как бы.

[vitan]

Хм... про каскады это, конечно, напрашивалось сразу... Но до конца не понятно, ибо на трансформаторе два входа и каждый подключен к выходу дифференциального источника. Когда разность = 0, то, наверное, тока нет , а когда не равна 0, то, наверное, есть. Для чего же привязка центра?

Кстати, однажды по ошибке подключили среднюю точку не к +, а к земле. Так вот связь по 10 мбит была, а 100 нет. Ну и еще некоторые подглюкивания в определением режима работы.

Т.е. не было даже линка на 100? Что за подглюкивания? Автопереговоры?
У меня по меньшей мере, линк появляется, если убрать подключение центра к питанию, при этом исчезает перегрев.

[insector]

Хм... про каскады это, конечно, напрашивалось сразу... Но до конца не понятно, ибо на трансформаторе два входа и каждый подключен к выходу дифференциального источника. Когда разность = 0, то, наверное, тока нет , а когда не равна 0, то, наверное, есть. Для чего же привязка центра?

Т.е. не было даже линка на 100? Что за подглюкивания? Автопереговоры?
У меня по меньшей мере, линк появляется, если убрать подключение центра к питанию, при этом исчезает перегрев.

Да нет же, у трансформатора один вход, но с отводом от средней точки. Посмотрите схему двухполупериодного выпрямления с трансформатора с ДВУМЯ диодами. Там тоже есть средняя точка. В эзернете тоже самое, тока в другую сторону.
А с чего Вы решили, что у данной микросхемы обязательно дифференциальный выход ? Я ж Вам привел тупой пример без диф. выхода. Ну Вы его попробуйте, нарисуйте и станет понятно. Если в микрухе диф. выход, то подтяжка средней точки может и необязательно, но разная схематика бывает ...

Да, на 100-ке автопереговоры не проходили нормально. А линк ... Уж не помню, может и был. Но это всего лишь определение несущей ... мелочи.
Перегрев может исчезать по разным причинам. Вы смотрели доку на Вашу микруху по поводу рекомендуемого подключения к трансам ? Может там надо резючком ом на 10 ток ограничить ? Или кондерчик воткнуть ?

[vitan]

Да нет же, у трансформатора один вход, но с отводом от средней точки.

Эээ... Конца-то всего три... Но это - вопросы терминологии, оставим.

А с чего Вы решили, что у данной микросхемы обязательно дифференциальный выход ?

Поначалу так думал. Теперь почитал кое-какие доки, начинаю понимать, что это не так. На 99% сейчас могу сказать, что выходы TX у микросхем PHY являются источниками тока. Причем у каждого производителя они могут выдавать разную силу тока. И кроме того, даже у одного и того же производителя бывают каскады разных типов.

Если в микрухе диф. выход, то подтяжка средней точки может и необязательно, но разная схематика бывает ...

Вот-вот. Это, собственно, мой вопрос, но другими словами.

Да, на 100-ке автопереговоры не проходили нормально.

Т.е. переговоры заканчивались установкой 10?

А линк ... Уж не помню, может и был. Но это всего лишь определение несущей ... мелочи.

Я бы не стал так категорично утверждать...

Перегрев может исчезать по разным причинам.

Я так понимаю, причина может быть только одна: перестает течь ток, который ее подогревает. Вот только где он течет и почему?

Вы смотрели доку на Вашу микруху по поводу рекомендуемого подключения к трансам ? Может там надо резючком ом на 10 ток ограничить ? Или кондерчик воткнуть ?

Не только смотрел, но сделал так как надо, повторюсь, на нескольких других проектах с _точно такой же_ схематикой все в порядке. Отличие этого проекта в том, что трансформаторы стоят далеко от микросхем по конструктивным соображениям.

Втыкивание резючков не помогает, хотя 10 Ом и не пробовал, сразу начал с 22. Лучше смотрятся 39 Ом, выше уже ничего не работает, линка нет, если вставить заглушку в RJ-45. Резюки вставлялись между поднятым выводом микросхемы и контактной площадкой. Изменения номиналов подтяжек возле трансформатора почти не влияют на ситуацию. Правда, в данный момент посетила мысль снизить их меньше рекомедованных 49.9 Ом, чтобы облегчить работу микросхеме, но надо проверять. Кроме того, пробовал между приемными концами вешать 100 Ом и др., мало влияет.
Единственное, что не делал, это не вешал кондюк на среднюю точку трансформатора, но как я понимаю, он не должен влиять на нагрев, а только может влиять на ВЧ-составляющие в сигнале и "наводить красоту".
Пока же присутствует сильный нагрев, если средняя точка закорочена на питание 3.3 В (даже через 10 Ом пробовал, но не помогло, ессесно).

Вот. Уверен, что дело в передающих буферах на PHY, но пока не могу понять, зачем им вообще задавать смещение, если и так работает?

[Aprox]

Поначалу так думал. Теперь почитал кое-какие доки, начинаю понимать, что это не так. На 99% сейчас могу сказать, что выходы TX у микросхем PHY являются источниками тока. Причем у каждого производителя они могут выдавать разную силу тока. И кроме того, даже у одного и того же производителя бывают каскады разных типов.

Тут важно, что выходные каскады работают в противофазе, а кодирование 8->10 бит обеспечивает нулевое в среднем направление магнитного потока в трансформаторе.

Я так понимаю, причина может быть только одна: перестает течь ток, который ее подогревает. Вот только где он течет и почему?
... повторюсь, на нескольких других проектах с _точно такой же_ схематикой все в порядке. Отличие этого проекта в том, что трансформаторы стоят далеко от микросхем по конструктивным соображениям.

Мне представляется, разгадка как раз в длине линий подсоединения выходных каскадов PHY к трансформатору. Если посчитаете длину волны на 100 MBit/сек ( частота 125 MHz), то увидите- четверть волны это примерно те самые 20..30 см ваших линий. Т.е. четверть волновый резонатор. Он может давать пучность напряжений на одном конце линии и пучность тока на противоположном. Если вы говорите, что на трансформаторе размах напряжений 3..,4В(а должно быть по стандарту 0,8...1,2 ), то ток выходных каскадов PHY тоже будет больше номинала раза в 3..4. Вполне вероятен перегрев. Дополнительным доводом этой гипотезы служит то, что на скорости 10 MBit/сек перегрева не наблюдается, т.е. находитесь вне резонанса соединительных линий.

Втыкивание резючков не помогает, хотя 10 Ом и не пробовал, сразу начал с 22. Лучше смотрятся 39 Ом, выше уже ничего не работает, линка нет, если вставить заглушку в RJ-45. Резюки вставлялись между поднятым выводом микросхемы и контактной площадкой. Изменения номиналов подтяжек возле трансформатора почти не влияют на ситуацию. Правда, в данный момент посетила мысль снизить их меньше рекомедованных 49.9 Ом, чтобы облегчить работу микросхеме, но надо проверять. Кроме того, пробовал между приемными концами вешать 100 Ом и др., мало влияет.

Подозреваю, что в рамках данной конструкции ничего путного добиться невозможно. Я бы подумал, как разместить PHY и трансформатор с RJ-45 как можно ближе друг к другу. Хотя, можно попробовать увеличить длину линий до 50...60 см, т.е. половину длины волны... но это уже пляски с бубном.