RJ45接口詳解 如何使用 從生產(chǎn)工藝到設(shè)計(jì)原理參考

MATERIAL COMPOSITION

RJ45 連接器專為端接以太網(wǎng)電纜以及連接計(jì)算機(jī)、路由器、局域網(wǎng)和其他類型的數(shù)據(jù)通信設(shè)備而設(shè)計(jì)

RJ45（一種注冊插孔互連）是一種常用的雙絞線連接器，通常采用八個(gè)位置和八個(gè)觸點(diǎn) (8P8C) 設(shè)計(jì)

產(chǎn)品組合包括多端口和單端口配置的 RJ45 連接器，并采用插孔和插頭模塊化連接器樣式。這些部件提供組合式和堆疊式多端口配置以及屏蔽和非屏蔽版本

RJ45接口尺寸嚴(yán)格遵循FCC規(guī)范中對于RJ45母座8P8C 連接器尺寸規(guī)范要求,主要尺寸標(biāo)準(zhǔn)截圖如圖所示:

材料組成及產(chǎn)品特性

RJ45網(wǎng)絡(luò)接口的主要材料組成如下圖展示：

產(chǎn)品特性：

Shielded（屏蔽殼）

?金屬外殼，提供EMI/RFI*保護(hù)。EMI/RFI*是在無線電通信中通常使用的頻率范圍內(nèi)不想要的電磁能量(或“噪聲”)

?EMI — 電磁干擾

?RFI — 射頻干擾

Grounding Options（接地腳）

外殼接地-與外殼接觸進(jìn)行接地連接

PCB地線--與PCB接觸以進(jìn)行地連接

KEY(接口)

設(shè)計(jì)用于與RJ45公頭配合使用，以確保適當(dāng)?shù)钠ヅ?，也可以接受?biāo)準(zhǔn)插頭。

Mounting Pegs（焊接腳）

提供板端焊接定位和在焊接過程中提供定位和固定支撐，但不具備板鎖功能。大多數(shù)RJ45母座孔都配有某種類型的安裝銷。

端口倒置

觸點(diǎn)在底部，閂鎖在頂部，以便于插拔插頭。

面板支撐擋塊

提供額外的機(jī)械支撐，尤其適用于頂部入口插孔。

LED燈

集成在母座內(nèi)，無需占用額外的系統(tǒng)空間來安裝指示燈。提供多種顏色和配置。

RJ45常規(guī)產(chǎn)品分類

1.根據(jù)端口分類（單端口、多端口、堆疊式）

2.根據(jù)產(chǎn)品速率分類（百兆、千兆、5G、 5G、 10G）

根據(jù)產(chǎn)品機(jī)械結(jié)構(gòu)分類（集成式、分離式，有/無屏蔽，有無LED燈，端口角度90、180、45、沉板，插件、貼片，常規(guī)高度與低高度）

特殊RJ45產(chǎn)品種類

根據(jù)產(chǎn)品應(yīng)用分類（防水RJ45、卡儂RJ45(面板安裝式、板載式，有/無屏蔽，自鎖式、卡扣式)、直通頭，RJ45集成其他接口）

RJ45選型建議

1. 集成式與分離式區(qū)別及分別適用場景

RJ45連接器的分離式（無變壓器/無磁性元件）和集成式（帶網(wǎng)絡(luò)變壓器/磁性元件）是PCB板載型母座的核心分類，其選擇直接影響電路設(shè)計(jì)、成本、性能和適用場景。以下是兩者的詳細(xì)對比及適用場景分析：

分離式 RJ45 母座

（Discrete Jack / Non-Integrated）

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

無內(nèi)置網(wǎng)絡(luò)變壓器，僅包含RJ45插座基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)（觸片、外殼、鎖扣）。

需在PCB上外接獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)變壓器模塊（通常為SMD或DIP封裝）。

適用場景：

·工業(yè)控制與嚴(yán)苛環(huán)境

工業(yè)設(shè)備（PLC、HMI、伺服驅(qū)動(dòng)器）需抵抗強(qiáng)電磁干擾（EMI），外置變壓器可遠(yuǎn)離干擾源布局。

支持更寬溫度范圍（-40°C~105°C），避免磁性元件高溫失效。

·高功率PoE++設(shè)備

支持802.3bt（90W）的設(shè)備（如AP、攝像頭），外置變壓器散熱更好，避免過熱導(dǎo)致磁飽和。

·靈活設(shè)計(jì)需求

需自定義變壓器參數(shù)（如隔離電壓、共模抑制比），滿足醫(yī)療/軍用等高可靠性場景。

·維修與替換便捷性

變壓器故障時(shí)只需更換獨(dú)立模塊，無需拆卸整個(gè)RJ45插座。

缺點(diǎn)：

占用PCB面積更大（變壓器+插座），增加布局復(fù)雜度。

需額外采購變壓器，供應(yīng)鏈管理成本更高。

集成式 RJ45 母座

（Integrated / Magnetics Jack）

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

內(nèi)置網(wǎng)絡(luò)變壓器和共模扼流圈，實(shí)現(xiàn)信號濾波、電氣隔離和阻抗匹配。

以單模塊形式直接焊接在PCB上（SMT或DIP封裝）。

適用場景：

·消費(fèi)電子與小型設(shè)備

空間受限產(chǎn)品（路由器、智能電視、NAS），高度集成節(jié)省PCB面積。

·標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)設(shè)備

商業(yè)級交換機(jī)、打印機(jī)、IP電話等Cat5e/Cat6應(yīng)用，環(huán)境干擾較小。

·低成本量產(chǎn)需求

減少元器件數(shù)量，簡化SMT貼片流程，降低組裝成本。

·設(shè)計(jì)周期短的項(xiàng)目

無需單獨(dú)選型變壓器，避免阻抗匹配問題，加速產(chǎn)品上市。

缺點(diǎn)：

散熱受限，高功率PoE++（>60W）可能過熱（需選工業(yè)增強(qiáng)型）。

抗干擾能力弱于分離式（變壓器靠近插座，易受機(jī)箱噪聲影響）。

故障時(shí)需整體更換，維修成本高。

分離式RJ45母座（外置變壓器）適用于嚴(yán)苛環(huán)境（工業(yè)干擾、高功率PoE、寬溫），而集成式RJ45母座（內(nèi)置變壓器）則適用于空間受限、成本敏感的常規(guī)設(shè)備。

2.圓針與扁針區(qū)別及分別適用場景

一般網(wǎng)絡(luò)通訊用的卡合式RJ45插座(Keystone Jack)本體內(nèi)部裝設(shè)有8根金針(contact pins，即一種表面有鍍上一層厚度達(dá)50微英寸microinch)的鍍鎳(gold over nickel)的金屬導(dǎo)線)，以接通裝設(shè)在網(wǎng)絡(luò)插頭上的8塊金鎖片。通常該金針可分為截面積為0.166190251mm2的圓針(Round Pin)以及截面積為0.12mm2的扁針(Flat Pin)兩種型式，其鍍金的方式也不相同。

生產(chǎn)工藝：

圓針一直以來都是用抽線的方式來制作，在制造過程中是沒有任何的廢料，以及由于圓針并沒有方向性，所以便于生產(chǎn)時(shí)自動(dòng)化生產(chǎn)的設(shè)計(jì)；

扁針生產(chǎn)是由料帶牽引著扁針，但料帶在實(shí)際上加工使用完成后，就不再需要，所以會(huì)形成廢料，而在1單位的面積內(nèi)，就會(huì)約有0.6單位的廢料產(chǎn)生，從制作過程看在圓針與扁針的生產(chǎn)費(fèi)用比較上，沖壓制程遠(yuǎn)大于抽線

鍍金成本：

圓針采用全鍍技術(shù)，而扁針還可以設(shè)定選鍍頂面與公頭接觸的范圍，從而大幅度降低成本，但面對自動(dòng)化生產(chǎn)時(shí)，需要克服扁針方向控制的問題

機(jī)械性能與可靠性：

得益于圓針的物理結(jié)構(gòu)，圓針的插拔性與惡劣環(huán)境適用性能通常大于扁針，所以圓針常用于工業(yè)設(shè)備，而扁針常用于消費(fèi)電子設(shè)備

不同pin針的應(yīng)用場景：

圓針適用場景：

工業(yè)設(shè)備(PLC/工控機(jī))、Cat6A+/10G高速傳輸、高功率PoE++(≥60W)、車載/醫(yī)療等嚴(yán)苛環(huán)境

扁針適用場景：

消費(fèi)電子(路由器/打印機(jī))、Cat5e/Cat6標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)、低功率PoE(≤30W)、成本敏感型量產(chǎn)產(chǎn)品

3.有無屏蔽殼的產(chǎn)品差異

RJ45連接器插頭分為非屏蔽和屏蔽兩種類型。

非屏蔽RJ45連接器插頭是最常見的類型，其結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低廉，適用于一般家庭和辦公環(huán)境等對電磁屏蔽要求不高的場合。而屏蔽式RJ45連接器插頭則具有更好的抗干擾和防電磁泄漏能力，因此廣泛應(yīng)用于對信號傳輸質(zhì)量和數(shù)據(jù)安全要求較高的場合，如金融、醫(yī)療、軍事等。

屏蔽RJ45連接器插頭外圍用屏蔽包層覆蓋，可以有效地減少外界干擾對信號傳輸?shù)挠绊?，提?a class="article-link" target="_blank" href="/tag/%E6%95%B0%E6%8D%AE%E4%BC%A0%E8%BE%93/">數(shù)據(jù)傳輸的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。同時(shí)，屏蔽RJ45連接器插頭還可以防止電磁波泄漏，保護(hù)用戶數(shù)據(jù)的安全。雖然屏蔽RJ45連接器插頭的外形與非屏蔽的插頭沒有區(qū)別，但是在實(shí)際使用中，它的作用卻是非常重要的。

產(chǎn)品可靠性驗(yàn)證項(xiàng)目

1.集成式與分離式區(qū)別及分別適用場景

測試案例基于集成式RJ45鍍金6u"

電氣測試 通過

·接觸電阻測試 contact resistance test

·絕緣電阻 Insulation resistance

·耐電壓 HI-POT

·插拔力及壽命測試;Insertion force and life test;

·圈比測試 TR test

·機(jī)械沖擊/跌落測試 Mechanical shock/drop test

·可焊性、耐焊性、LED測試 solderability, solder resistance, LED test

·單PIN正向力 Single PIN elastic force

·振動(dòng)測試 vibration test

惡劣環(huán)境測試 通過

·耐濕性/恒溫恒濕 humidity resistance/constant temperature and humidity

·耐溫實(shí)驗(yàn)/溫度壽命 Temperature resistance test/temperature life

·鹽霧24H測試 Salt spray test;

·耐寒性 Cold resistance

非標(biāo)產(chǎn)品定制流程

網(wǎng)口內(nèi)部松緊度定制案例：

某客戶采用定制化公頭，在接入我司樣品后發(fā)現(xiàn)插頭松動(dòng)，遂與我司技術(shù)人員進(jìn)行需求確認(rèn)，我司技術(shù)人員依據(jù)需求開模定制，規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成新需求樣品交付并測試通過，實(shí)行量產(chǎn)與備貨。

RJ45的應(yīng)用場景

適用于各種具有 RJ45 連接的工業(yè)設(shè)備與消費(fèi)電子類應(yīng)用

需要以太網(wǎng)的工業(yè)應(yīng)用

·工業(yè)控制

·數(shù)據(jù)通信

·消費(fèi)電子

·光伏儲(chǔ)能

·安防監(jiān)控

·視頻控制等領(lǐng)域

參考設(shè)計(jì)原理

1. 電壓型PHY+網(wǎng)絡(luò)變壓器+RJ45

100 Base-T discrete常規(guī)電路

2. 電壓型PHY+RJ45集成百兆濾波器

與電壓驅(qū)動(dòng)型PHY連接，采用Bob-Smith電路作用如下：

1.浪涌防護(hù)

2.阻抗匹配

3.降低EMC輻射?

3. 電流型PHY+RJ45集成千兆濾波器

與電流驅(qū)動(dòng)型PHY連接的中心抽頭向上拉至Vdd,Vdd為PHY的工作電壓,再接對地電容(0.01uF - 0.1uF)；?

這里很顯眼的是從數(shù)據(jù)線到地的50Ω的電阻，位于集成式RJ45和PHY之間, 原因是PHY的入口有一個(gè)高阻抗放大器， 電阻避免數(shù)據(jù)信號在信號線上的反射

為了防止瞬態(tài)電壓過載，可以在集成式RJ45和PHY之間使用TVS二極管，PHY和RJ45之間的距離需要盡可能的短

4. 電壓型PHY+RJ45集成百兆濾波器（POE）

POE可以為外部外圍設(shè)備提供能量。 圖中顯示了一個(gè)電壓源, 這里稱之為PSE(電源設(shè)備)

首先，電源電壓將與數(shù)據(jù)信號相結(jié)合。電流驅(qū)動(dòng)1000 Base-T二極管橋接是電源器件(PD)的反極性保護(hù)

在原理圖中，它被畫在電源器件旁邊，如果共模噪聲的風(fēng)險(xiǎn)很高，建議在PoE線路中放置額外的共模扼流圈。?