Soluzioni Chip LAN di Bourns Single Pair Ethernet (SPE)

La produzione industriale nell’ultimo decennio ha visto trasformazioni significative con l’introduzione dell’ industria 4.0 e IIoT. Le aziende manifatturiere stanno diventando sempre più dipendenti dall’automazione nella loro trasformazione digitale, e un progresso recente è l’introduzione di Single Pair Ethernet (SPE). In questo articolo, daremo uno sguardo alle soluzioni Bourns Single Pair Ethernet per il settore dell’automazione industriale.

Che cos’è la Single Pair Ethernet?

Single Pair Ethernet (SPE) è un nuovo metodo di comunicazione basato sulla tecnologia Ethernet già esistente. Come suggerisce il nome, è composto da una sola coppia di fili di rame invece della tradizionale 4 coppie di cavi intrecciati o multi-pair ethernet (MPE). SPE supporta anche la potenza su linee dati (PoDL) fino a 50W, più adatta per l’IIoT e l’Industria 4.0.  

La tecnologia è progettata per semplificare il processo di comunicazione da dispositivo a dispositivo, aumentando le prestazioni rispetto ai protocolli Ethernet standard e risparmiando sui costi. L’industria automobilistica ha guidato principalmente la tecnologia. Se leggete il nostro articolo sulla tecnologia dei sensori nell’industria automobilistica, vi renderete conto del gran numero di sensori necessari per automatizzare le auto moderne, rendendole più sicure. Questi sensori richiedono una quantità di infrastrutture di cablaggio, e con i metodi esistenti, c’erano molte sfide da affrontare.

Soluzioni Bourns Single Pair Ethernet  

Figura 1: Schema a blocchi Single Pair Ethernet industriale 

 

La figura 1 mostra lo schema a blocchi dei circuiti Single Pair Ethernet Single Pair Ethernet tra due dispositivi compatibili. Ci sono alcuni componenti critici all’interno di questo diagramma che sono essenziali per il funzionamento di SPE. Questi sono:  

  • Il trasformatore chip LAN discreto 
  • La bobina di modo comune sul lato del chip 
  • La bobina di modo comune sul lato della linea 
  • Diodo array TVS di protezione sovratensioni 

Il trasformatore per reti LAN a chip discreto – Questo piccolo trasformatore a presa centrale è avvolto su un nucleo a tamburo e ricoperto da una piastra di ferrite per emulare il percorso magnetico di un nucleo toroidale. Il rubinetto centrale consente la soppressione della modalità comune anche senza un filtro di modalità comune aggiuntivo. Questo trasformatore schermato discreto aiuta a ridurre gli sforzi nella risoluzione dei problemi EMI. Il processo di produzione completamente automatizzato di Bourns contribuisce a una maggiore uniformità dei componenti e promuove una qualità costante e una maggiore affidabilità. Questo processo di produzione automatizzato può raggiungere un alto volume, una produzione economica con un tempo di consegna più breve.

La bobina di modo comune sul lato del chip - Il filtro di modo comune a chip è un piccolo induttore a chip con nucleo di ferrite e due tipi di fili avvolti. Non c’è quasi nessuna distorsione sul segnale ad alta velocità. Altamente efficace nella soppressione del rumore ad alta impendenza di modo comune per la banda del rumore così come bassa impedenza di modo differenziale per la banda del segnale, bassa impedenza di modo differenziale con alto facto di accoppiamento

La bobina di modo comune lato linea – In una bobina di modo comune, il materiale del nucleo mantiene gli avvolgimenti uniti. Al contrario, gli induttori a bobina singola o ad avvolgimento singolo hanno un solo avvolgimento su un nucleo. Questo è un grafico che mostra la differenza di impedenza di modo comune. Una bobina di modo comune è dotata di dispositivi per filtrare il rumore indesiderato di modo comune. Sarebbe utile per un’applicazione di comunicazione o di segnale avere una soppressione del rumore differenziale carente sulla bobina di modo comune.

Doppia bobina di modo differenziale – La bobina di modo differenziale è usata per filtrare il segnale di rumore elettrico che appare su ciascuna delle due linee (alta e bassa) di un anello chiuso, con la corrente che scorre in direzioni opposte. A volte si usa un induttore in modalità differenziale, uno su ogni linea alta e un altro sulla linea bassa. Prova la bobina di modo comune di Bourns.

Array di diodi TVS – Questi array di diodi proteggono essenzialmente il circuito da qualsiasi scarica elettrostatica improvvisa (ESD). Questo è essenziale per qualsiasi sistema elettrico sensibile a questo tipo di interferenze, specialmente nei sistemi di comunicazione come SPE. Guarda il diodo ESD Bourns.

Bourns leader in qualità

Bourns è uno dei principali produttori di componenti per Single Pair Ethernet in applicazioni industriali come l’industria automobilistica. I loro componenti sono conformi agli standard Ethernet IEEE802.3 e IEC 63171, garantendo la massima qualità e robustezza dei protocolli Single Pair Ethernet. L’uso di un unico protocollo di rete semplifica notevolmente le complessità e i costi dell’infrastruttura di rete. 

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