LAN AQ

Der Ethernet-Transformer oder LAN-Übertrager ist die Schnittstelle zwischen Gerät und dem Ethernet-Kabel. Er ist nicht nur für die sicherheitsrelevante galvanische Trennung zwischen Gerät und Kabel verantwortlich, sondern sorgt auch für die Impedanzanpassung. Jedoch muss das Bauteil auch die Daten bis zu 1 Gbit/s breitbandig übertragen, ohne Sende- und Empfangssignal wesentlich zu dämpfen.

Während der Trend im Consumer-Bereich zu WiFi geht, werden LAN-Schnittstellen in der Industrie immer wichtiger – und die technischen Anforderungen immer härter. Mit LAN AQ erweitert Würth Elektronik jetzt sein LAN-Programm.

Lan-Übertrager übertrifft vergleichbare Produkte

Die neuen von Würth Elektronik verfügbaren LAN-Übertrager der Serie WE-LAN AQ sind kostengünstig, robust und zuverlässig. Sie werden zu 100 % maschinell gefertigt, was eine gleichbleibend hohe Qualität der Komponenten gewährleistet. Welche Vorteile bietet die neue LAN-Übertrager Serie WE-LAN AQ? Was macht ihren Qualitätsunterschied zu vergleichbaren Produkten am Markt aus?

Um den richtigen LAN-Übertrager auszuwählen, müssen folgende Faktoren und Parameter berücksichtigt werden:

Übersprechen (Cross Talk)

Ein wichtiger Parameter ist das Übersprechen zwischen Sende- und Empfangskanal, das bei der EMV-Prüfung zu Problemen führen kann. Es entsteht durch die Wechselwirkung von elektromagnetischen Feldern, die von benachbarten Signalen erzeugt werden, während sie sich über Übertragungsleitungen und Bauelemente ausbreiten. Übertrager mit einer Abschirmung zwischen Sende- und Empfangskanal können das Übersprechen minimieren und zusätzliche 10 dB Dämpfung erreichen.

Einfügungsdämpfung (Insertion Loss)

Die Einfügungsdämpfung ist der Verlust der Übertragungsenergie von der Quelle zur Last. Sie ist der Teil der übertragenen Signalenergie, der im entsprechend gemessenen System zwischen Eingang und Ausgang verloren geht und hängt damit eng mit der möglichen Reichweite bzw. Kabellänge zusammen.

Rückflussdämpfung (Return Loss)

Die Rückflussdämpfung ist ein Maß für die reflektierte Leistung an der Schnittstelle. Je höher der negative dB-Wert ist, desto geringer ist die reflektierte und damit verlorene Leistung und desto höher ist die Vorwärtsübertragung im Kommunikationssystem. Im Ethernet-Standard IEEE 802.3 ist die Rückflussdämpfung auf Systemebene an der RJ45-Schnittstelle spezifiziert. Die Norm gibt an, dass die Schnittstelle mit der Impedanz der Eigenschaften des UTP-Kabels von 100 Ω übereinstimmt.

Die Rückflussdämpfung definiert somit den Grad der Anpassung zwischen Quelle und Lastimpedanz. Der Bereich der Referenzimpedanz erstreckt sich von 85 Ω bis 115 Ω, um den Betrieb über einen weiten Bereich von installierten UTP-Kabeln sicherzustellen. Die Messwerte sind zwischen 1 MHz und 80 MHz für Fast-Ethernet(FE)-Schnittstellen und zwischen 1 MHz und 100 MHz für Gigabit-Ethernet(GbE)-Schnittstellen spezifiziert.

Gleichtaktunterdrückung (Common Mode Rejection)

Die Gleichtaktunterdrückung ist die Fähigkeit, ein Signal zu unterdrücken, das, bezogen auf die Masse, an beiden Eingängen die gleichen Werte in Amplitude und Phase hat. Dieses Signal, das in der Regel das Ergebnis von eingekoppelten Störungen oder einer Fehlanpassung ist, erzeugt eine kleine differentielle Fehlerspannung am Ethernet- Signaleingang. Diese Störung wird mit dem Nutzsignal im Controller verstärkt und führt unweigerlich zu Bit-Fehlern. Der Übertrager ist die Schlüsselkomponente, um die Gleichtaktstörungen auf ein Minimum zu reduzieren. 

Differentiell-/Gleichtakt-Unterdrückung (Differential-/Common Mode Rejection)

Selbst wenn die symmetrische Signalquelle ein perfekt abgestimmtes Differenzsignal sendet, kann das Signal, wenn die beiden Signalwege im Übertrager nicht identisch sind, zu einem bestimmten Anteil „unsymmetriert“ werden. Diese Asymmetrie kann nicht nur zu EMV-Problemen führen, sondern auch die Bit-Error-Rate deutlich erhöhen. Dieser Umwandlungsprozess wird als „Differential-/Gleichtakt-Umwandlung“ bezeichnet. Der Testparameter ist das Differential-zu-Gleichtakt-Unterdrückungs-Verhältnis (DCMR in dB). Der Parameter ist also das Verhältnis des Differentiellen- zum Gleichtaktsignal.

In vergleichenden Messungen konnte gezeigt werden, dass die Übertrager-Serie LAN AQ von Würth Elektronik eine geringe Streuung der elektrischen Parameter aufweist und zudem deutlich bessere Werte hat als vergleichbare Produkte am Markt. Die hervorragenden elektrischen Werte lassen sich außerdem reproduzieren: Somit können besonders performante Ethernet-Kommunikationsschnittstellen aufgebaut werden, deren hohe Qualität auch in der Produktion größerer Stückzahlen sichergestellt werden kann.

Wer Fragen zum EMV- und HF-gerechten Umfeld für den optimalen Einsatz der Übertrager hat, kann sich von Würth Elektronik zu PCB-Layout (Impedanzen, Übersprechen, Symmetrie, Lagenisolierung), weiteren Bauelementen in der Interface-Schaltung, Bezugs-/Referenzmasse, Gehäusekonstruktion, RJ45-Buchse (Schirmung, ggf. Masseanschluss) und der Entkopplung der Einheit von der Stromversorgung beraten lassen.

Weitere Informationen unter: www.we-online.de