Voohu Electronics RJ45コネクタの分析

2。材料の組成と製品の特性

RJ45ネットワークインターフェイスの主な材料組成を以下の図に示します。


3。製品機能：

シールド

EMI/RFI*保護を提供する金属ハウジング。 EMI/RFI*は、無線通信で一般的に使用される周波数範囲内で、不要な電磁エネルギー（または「ノイズ」）です。
EMI - 電磁干渉

・RFI - 無線周波数干渉

接地オプション

ケーシンググラウンド-地上接続のためにケーシングとの接触

PCBグラウンド-地上接続のためにPCBと連絡します


キー（インターフェイス）

適切な交配を確保するためにRJ45オスのプラグで使用するように設計されており、標準のプラグを受け入れることもできます。

取り付けペグ（はんだ付け）

ボードエンドのはんだ付けポジショニングを提供し、はんだ付けプロセス中にポジショニングと固定サポートを提供しますが、ボードロック機能はありません。ほとんどのRJ45の女性ソケットホールには、何らかのタイプの取り付けピンが装備されています。
ポートは反転します

接点は下部にあり、ラッチは上部にあり、プラグを簡単にしてプラグを解除します。
上向きのポート

下向きのポート


パネルサポートが停止します

特にトップエントリジャックに追加の機械的サポートを提供します。

LEDライト

女性ソケットに統合されているため、インジケータライトを取り付けるために追加のシステムスペースは必要ありません。さまざまな色と構成が用意されています。

2。VOOHURJ45一般的な製品分類

1。ポートによる分類（単一のポート、マルチ-ポート、スタック可能）


2。製品レートによる分類（100m、1000m、5g、5g、10g）


3。製品の機械的構造によると（統合、分離、シールドなしの、またはシールドなし、LEDライトの有無にかかわらず、ポートアングル90、180、45、サンケンプレート、プラグ-イン、パッチ、通常の高さ、および低高さ））

4。特別なRJ45製品タイプ

製品アプリケーション（防水RJ45、XLR RJ45（パネルマウント、オンボード、シールド、またはシールドなし、自己-ロック、スナップ-オン）、ストレート-コネクタ、RJ45が他のインターフェイスと統合されたRJ45）に分類）

3。RJ45選択の提案

1.統合されたタイプと個別のタイプとそれぞれの該当するシナリオの違い

RJ45コネクタの個別のタイプ（変圧器なし/磁気コンポーネントなし）と統合タイプ（ネットワークトランス/磁気コンポーネントを使用）は、PCBボードのコアカテゴリです-マウントされたメスソケットです。それらの選択は、サーキットの設計、コスト、パフォーマンス、および適用可能なシナリオに直接影響します。以下は、2つの詳細な比較と、該当するシナリオの分析です。

1.1離散ジャック /非統合

構造的特徴：

ネットワーク変圧器では、RJ45ソケットインフラストラクチャのみ（連絡先、ハウジング、ロック）のみ。

独立したネットワークトランスモジュール（通常はSMDまたはDIPパッケージ）をPCBに接続する必要があります。

該当するシナリオ：

・産業制御と過酷な環境

産業用具（PLC、HMI、サーボドライブ）は、強力な電磁干渉（EMI）に抵抗する必要があり、外部トランスは干渉源から離れることができます。

磁気成分の高温故障を避けるために、より広い温度範囲（- 40°C〜105°C）をサポートします。

・High - Power PoE ++機器

802.3BT（90W）（APSやカメラなど）をサポートするデバイスの場合、外部変圧器は、過熱によって引き起こされる磁気飽和を避けるために、より良い熱散逸を備えています。

・柔軟な設計要件

変圧器のパラメーター（分離電圧や共通モードの拒絶比率など）は、医療/軍事使用などの高い信頼性シナリオを満たすためにカスタマイズする必要があります。

・修理して交換しやすい

トランスが故障した場合、RJ45ソケット全体を分解することなく、独立したモジュールのみを交換する必要があります。

短所：

より大きなPCB領域（トランス +ソケット）を占有し、レイアウトの複雑さを増加させます。

追加の変圧器を購入する必要があり、サプライチェーン管理コストが高くなります。

1.2統合RJ45女性ソケット（統合 /磁気ジャック）

構造的特徴：

ネットワーク変圧器と共通モードで構築されて、信号フィルタリング、電気分離、インピーダンスのマッチングを実現するためにチョーク。

単一のモジュール形式（SMTまたはDIPパッケージ）でPCBに直接はんだ付けされます。

該当するシナリオ：

・コンシューマーエレクトロニクスと小型デバイス

スペース-制約済み製品（ルーター、スマートテレビ、NAS）、PCBエリアを節約するために高度に統合されています。

・標準イーサネット機器

環境干渉が少ない、商用-グレードスイッチ、プリンター、IP電話などのCAT5E/CAT6アプリケーション。

・低-コスト大量生産要件

コンポーネントの数を減らし、SMTパッチプロセスを簡素化し、アセンブリコストを削減します。

・短いデザインサイクルのプロジェクト

トランスを個別に選択したり、インピーダンスの一致する問題を避けたり、製品の発売を加速する必要はありません。

短所：

限られた熱散逸、高-パワーPOE ++（> 60W）が過熱する可能性があります（産業強化タイプを選択する必要があります）。

アンチ-干渉能力は別々のタイプよりも弱いです（変圧器はソケットに近く、シャーシノイズの影響を容易に受けます）。

障害が発生した場合にデバイス全体を交換する必要があり、メンテナンスコストが高くなります。

別々のRJ45女性ソケット（外部変圧器）は、過酷な環境（産業干渉、高-電力POE、広い温度）に適していますが、統合されたRJ45女性ソケット（変圧器内-構築）は、限られたスペースとコスト感度を持つ従来の機器に適しています。

2。丸いピンとフラットピンとそれぞれのアプリケーションシナリオの違い

一般的なネットワーク通信に使用されるキーストーンジャックには、8つの金ピン（接触ピン、金属ワイヤーが1つの金属ワイヤ、金属ワイヤがあり、厚さ50マイクロインチのニッケル上に金の層でコーティングされた表面があります）がボディに取り付けられ、ネットワークプラグに設置された8つの金のロックピースを接続します。通常、ゴールドピンは、0.166190251mm2の断面領域の丸いピンと、0.12mm2のクロス-セクショナルエリアを持つ平らなピンの2つのタイプに分けることができ、金メッキ方法も異なります。

生産プロセス：

丸い針は常にワイヤーを描くことによって作られており、製造プロセスには無駄がありません。丸い針には方向性がないため、自動生産のために簡単に設計できます。

平らな針は、平らな針を引っ張る材料ベルトによって生成されますが、実際の処理と使用後に材料ベルトは不要になるため、廃棄物が生成され、約0.6ユニットの廃棄物が1単位面積で生成されます。

生産プロセスから、スタンピングプロセスは、丸い針と平らな針の生産コストの観点からワイヤーを描くよりもはるかに大きいです

ゴールドメッキコスト：

丸い針は完全なメッキ技術を使用し、平らな針は選択したメッキの上面とオスの頭の間の接触範囲を設定することもできます。


機械的なパフォーマンスと信頼性：

丸いピンの物理的構造のおかげで、丸いピンの過酷な環境に対するプラグ性と適合性は通常、フラットピンの環境よりも大きいため、丸いピンは産業用具でよく使用されますが、フラットピンは消費者の電子デバイスでよく使用されます。

異なるピンピンのアプリケーションシナリオ：

丸いピンの該当するシナリオ：

産業用具（PLC/産業コンピューター）、CAT6A+/10G高-速度伝送、高-パワーPOE ++（≥60W）、車両/医療などの過酷な環境

フラットピンの該当するシナリオ：

コンシューマーエレクトロニクス（ルーター/プリンター）、CAT5E/CAT6標準イーサネット、低-パワーPOE（≤30W）、コスト-敏感な質量-生産製品

3。シェルの有無にかかわらず、製品の違い

RJ45コネクタプラグは、シールドされていないシールドの2つのタイプに分割されています。シールドされていないRJ45コネクタプラグは、単純な構造と低価格の最も一般的なタイプであり、電磁シールド要件が高くない一般的な家庭環境に適しています。シールドされたRJ45コネクタプラグは、より優れた干渉とアンチ電磁漏れ能力を備えているため、信号伝送品質とデータセキュリティの高い要件を備えた場合には、財務、医療、軍事などのデータセキュリティが広く使用されています。

シールドされたRJ45コネクタプラグは、周辺のシールドレイヤーで覆われており、信号伝送に対する外部干渉の影響を効果的に減らし、データ送信の安定性と精度を改善できます。同時に、シールドされたRJ45コネクタプラグは、電磁波の漏れを防ぎ、ユーザーデータのセキュリティを保護することもできます。シールドされたRJ45コネクタプラグの外観は、シールドされていないプラグの外観と違いはありませんが、実際の使用においてその役割は非常に重要です。

IV。製品の信頼性検証プロジェクト

1.統合されたタイプと個別のタイプとそれぞれの該当するシナリオの違い

統合されたRJ45ゴールドに基づくテストケース-メッキ6U "

電気テストが合格しました

・接触抵抗テスト

・絶縁抵抗

・高電圧抵抗

・挿入力とライフテスト。

・TRテスト

・機械的衝撃/ドロップテスト

・はんだき性、はんだ抵抗、LEDテスト

・単一のピン弾性力

・振動テスト

過酷な環境テストが合格しました

・湿度抵抗/一定の温度と湿度

・温度抵抗テスト/温度寿命

・塩スプレー24Hテスト。

・コールド抵抗

5。非標準製品のカスタマイズプロセス

ネットワークポート内のタイトネスのカスタマイズケース

顧客は、カスタマイズされた男性プラグを使用し、サンプルに接続した後、プラグが緩んでいることがわかりました。その後、彼は私たちの技術者との需要を確認しました。当社の技術者は、需要に応じて金型をカスタマイズし、指定された時間内に新しい需要サンプルの配信を完了し、テストに合格し、大量生産と在庫を実装しました。

vi。製品アプリケーションシナリオ

RJ45接続を備えたさまざまな産業機器および家電アプリケーションに適用
イーサネットを必要とする産業用アプリケーション
産業制御、データ通信、家電、太陽光発電エネルギー貯蔵、セキュリティ監視、ビデオ制御、その他の分野
vii。参照設計原則

1。電圧タイプPHY+ネットワークトランス+RJ45
100ベース- t離散従来の回路

2。電圧-駆動型Phy+RJ45統合100mフィルター
電圧に接続されている-駆動型Phy、ボブ-スミス回路には次の機能があります。
1。サージ保護
2。インピーダンスマッチング
3。EMC放射を削減します


3。Current- Type Phy+RJ45統合ギガビットフィルター
電流-駆動型のPhyに接続された中心タップは、PHYの動作電圧であるVDDに引き上げられ、接地コンデンサ（0.01UF - 0.1UF）に接続されます。
ここで最も目立つのは、統合されたRJ45とPHYの間にあるデータラインから地面への50Ω抵抗です。その理由は、Phyの入り口に高い-インピーダンス増幅器があり、抵抗器がデータ信号が信号線を反映するのを防ぐためです。
過渡電圧過負荷を防ぐために、統合されたRJ45とPHYの間でTVSダイオードを使用できます。

PHYとRJ45の間の距離は、できるだけ短くする必要があります。


4。電圧-タイプPHY+RJ45統合100Mフィルター（POE）
POEは、外部末梢デバイスにエネルギーを提供できます。この図は、ここでPSE（電源機器）と呼ばれる電圧源を示しています
まず、電源電圧をデータ信号と組み合わせます。電流-駆動型の1000ベース- Tダイオードブリッジは、電源デバイス（PD）の逆極性保護です
概略図では、電源装置の隣に描画されています。一般的な-モードノイズのリスクが高い場合は、POEラインに追加の共通-モードチョークを配置することをお勧めします。