Ферритовые кольца на кабеле для чего: Зачем нужны ферритовые кольца на кабелях — Ответы на вопросы

Зачем нужны ферритовые кольца на проводах? | Электронные схемы

Ферритовый фильтр в виде кольца с намоткой в несколько витков.

В современной бытовой,компьютерной и оргтехнике можно увидеть,что на проводах или кабелях USB и т.д. надеты ферритовые кольца или цилиндры.Эти ферриты нужны для того,чтобы подавлять высокочастотные сигналы,которые могут идти от самой техники или наводиться на кабель от источников излучения(рации,передатчики).Чувствительная техника может от таких наводок на кабель ложно срабатывать,например сигнализация,если рядом со шлейфом будет установлена антенна передатчика сигнализации. Феррит,как правило низкочастотный,вместе с кабелем или проводом образует индуктивность,и чем больше индуктивность,тем будет больше сопротивление высокочастотному сигналу.

В технике можно встретить кольцо с обмоткой в несколько витков провода или кабеля.Такая обмотка с кольцом наилучше подавляет вч сигнал.

Ферритовый фильтр на кабель

На кабеля надевают две ферритовые половинки по форме цилиндра или параллелепипеда.Ферритовые кольца на кабеле для чего: Зачем нужны ферритовые кольца на кабелях — Ответы на вопросы Такое расположение феррита подавляет сигнал,но хуже чем обмотка на кольцо.Такой ферритовый фильтр располагают около штекера или гнезда.

Фильтр на сетевой провод 220Вферритовый фильтр на проводниках

Ферритовые трубки надевают и на короткие проводники.

Феррит на проводникФеррит в мониторе на кинескопеПроверка феррита на подавление вч сигнала радиостанции

Проверить подавление вч сигнала можно рацией.Для этого к антенне надо подключить отрезок провода длиной около 20см(частота 433МГц), а к другому концу провода подключить простейший пробник на германиевых диодах и индикацией светодиодом.Без ферритового фильтра,при нажатии на передачу светодиод ярко светит.А теперь если провод пропустить через феррит из двух половинок,то можно заметить,что светодиод светит в два раза менее ярче.Феррит подавил вч сигнал.Провод должен плотно прилегать внутри феррита.Как сделать пробник смотри предыдущую статью.

Феррит на кольце и с обмоткой дает наилучший результат

Подавление почти полностью вч сигнала можно наблюдать,если на кольцо намотать три витка провода или кабеля.Ферритовые кольца на кабеле для чего: Зачем нужны ферритовые кольца на кабелях — Ответы на вопросы При нажатии на передачу светодиод не зажигается.Высокая индуктивность не пропустила вч сигнал к пробнику.То что именно феррит образует фильтр можно убедиться,если намотать эти же три витка на какой-нибудь диэлектрик.Светодиод будет ярко светить.

Феррит на кабелях

На кабелях USB,видео и т.д. тоже есть феррит,но играет здесь роль синфазного трансформатора,пропуская сигнал в противофазе фильтрует синфазные помехи.На таких кабелях установлен феррит более высокочастотный.

Что за круглая штука на проводе, и для чего она нужна?

Вы, наверное, не раз замечали их на концах USB- и HDMI-кабелей.Ферритовые кольца на кабеле для чего: Зачем нужны ферритовые кольца на кабелях — Ответы на вопросы Что это за цилиндры на проводах? Ответ — ферритовые фильтры. Что это такое и зачем это нужно, мы сейчас расскажем.

Феррофильтры: как кабели «выпускают пар»

Цилиндр на конце кабеля заполнен кусочками феррита. Благодаря своим уникальным свойствам это вещество способно захватывать электромагнитное поле и превращать его в тепло, которое потом рассеивается.

Таким образом, феррофильтр устраняет лишнее электромагнитное поле, генерируемое кабелем. А это помогает убрать шумовые помехи в кабеле и повысить качество электрического сигнала — что очень важно для стабильной передачи данных.

Поэтому ферритовые фильтры устанавливаются на всех дата-кабелях — к которым как раз относятся USB и HDMI.

Что будет, если снять ферритовый фильтр?

Если из любопытства вы попробуете снять с кабеля ферритовый цилиндр, то ждите ухудшения качества сигнала. Без устранения шумовых помех в кабеле данные могут теряться.

Например, видео, передающееся на телевизор по HDMI-кабелю, будет пропадать.Ферритовые кольца на кабеле для чего: Зачем нужны ферритовые кольца на кабелях — Ответы на вопросы Но только в том случае, если феррофильтр — единственная защита кабеля от шумов. Это обычное дело для старых или недорогих кабелей (на которых обычно и можно увидеть цилиндры).

Более качественные кабели (например, оригинальный USB, поставляющийся с вашим смартфоном) защищены при помощи экранирования. Внутри кабеля медный провод покрыт специальной оплеткой, выступает в роли экрана шумов.

Что будет, если надеть ферритовый фильтр?

Феррофильтры для кабелей успешно продаются в качестве запчастей. Можно купить себе такой и надеть его на кабель в качестве вспомогательного элемента для улучшения сигнала.

Но не факт, что вы заметите видимое улучшение. Если кабель экранированный, он и так будет передавать сигнал с минимумом помех. Поэтому смысл надевать ферритовое кольцо есть, только если кабель при передаче данных выдает видимые помехи. Кстати, феррофильтр можно надеть не только на дата-кабель, но и на другие виды: например, сетевые кабели.

Если при просмотре фильмов с ноутбука на телевизоре по HDMI-кабелю изображение «запинается» или пропадает, можно попробовать установить феррофильтр.Ферритовые кольца на кабеле для чего: Зачем нужны ферритовые кольца на кабелях — Ответы на вопросы Как правило, это полностью устраняет проблему.

А вдруг и это будет любопытно:

Фото: Wikimedia Commons

Что такое ферритовые фильтры, и для чего они нужны

Конечно, всем приходилось видеть ферритовые фильтры. Это маленькие цилиндры, которые расположены, например, на шнурах питания или на кабелях согласования электронных девайсов. Их также можно увидеть на самых обычных компьютерных системах, то есть на концах проводов, соединяющих системный блок и клавиатуру, мышь, монитор, принтер, сканер и пр.

Этот элемент принято называть ферритовым фильтром или ферритовым кольцом. Современный быт подразумевает множество самых разных средств вычислительной техники. А она, как известно, функционирует на токах высокой частоты.

При более высокой частоте – более высокая скорость, с которой обрабатывается информация.Ферритовые кольца на кабеле для чего: Зачем нужны ферритовые кольца на кабелях — Ответы на вопросы Однако с токами высокой частоты связаны некоторые технические ограничения на соединительные кабели, которые предназначены для того, чтобы передавать такие сигналы. Прежде всего, это распространяется на побочные электромагнитные излучения и наводки (ПЭМИН).

Больше всего заметны помехи на длинных проводах. Все потому, что сигналу присуще затухать. Сам же кабель выступает в качестве антенны. Вот почему внутри кабеля иногда появляются паразитные токи. А это оказывает негативное влияние на качество сигналов, которые проходят через кабель.

ВАЖНО! Как бороться с ПЭМИН? Самый простой метод заключается в том, чтобы поднять индуктивность. Под индуктивностью принято понимать показатель того, как соотносится величина силы тока, проходящего через контур, к магнитному потоку, который он создает.

Индуктивность можно сделать больше, если использовать специальное ферритовое кольцо. Ферритовые фильтры можно увидеть в современной оргтехнике или компьютерной технике, на платах и проводах.Ферритовые кольца на кабеле для чего: Зачем нужны ферритовые кольца на кабелях — Ответы на вопросы Они имеют форму кольца. Могут также быть в виде оцилиндрованных половинок. Фильтры бывают как съемные, так и «цельные», без возможности снятия.

Как устроен и работает этот фильтр


Ферритовые кольца являются компонентами электрической цепи. Они применяются в качестве пассивных элементов для того, чтобы фильтровать высокочастотные помехи. Это осуществляется за счет того, что повышается индуктивность проводника и поглощаются помехи, которые превышают заданный порог.

Как известно, у ферритовых фильтров может быть разная форма и разное исполнение. Однако всех их объединяет одно и то же назначение. Они защищают электронное оборудование от помех высокой частоты на всем протяжении информационного кабеля.

Полезный сигнал по одному проводу идет в одну сторону. По другому проводу полезный сигнал идет в обратную сторону. В результате магнитные поля полезных сигналов взаимовычитаются. И индуктивное сопротивление для полезного сигнала равняется нулю.

Помехи «наводятся» и в одном, и в другом сигнальном проводе с одинаковой фазой.Ферритовые кольца на кабеле для чего: Зачем нужны ферритовые кольца на кабелях — Ответы на вопросы При прохождении их через ферритовый цилиндр магнитные поля данных помех складываются. Общее магнитное поле становится больше. Возникает большое индуктивное сопротивление. Именно оно и делает помехи намного слабее.

ВАЖНО! Как правило, установка фильтров осуществляется на расстоянии 30 мм от того края провода, который направляется в электронный девайс , который имеет защиту от помех.

А нужен ли вообще ферритовый фильтр?


Нужно признать, что в электромагнитном плане компьютеры – это устройства, которые создают немало шума. Скажем, материнская плата, что внутри системного блока, может осциллировать на частоте одного килогерца. У клавиатуры есть микрочип, работающий на высокой частоте.

Данные факторы ведут к генерации радиошумов рядом с системой. Большинство из них можно устранить экранированием платы от электромагнитных полей корпусом из металла. Однако есть еще один источник шума. Это провода из меди, соединяющие разные девайсы.

Они действуют подобно длинным антеннам, улавливающим сигналы от кабелей другой радио- и телевизионной техники.Ферритовые кольца на кабеле для чего: Зачем нужны ферритовые кольца на кабелях — Ответы на вопросы Они оказывают влияние на то, как работает «свой» прибор.

Ферритовый фильтр избавляет от электромагнитных шумов и сигналов эфирного вещания. Данные элементы преобразуют электромагнитные колебания высокой частоты в тепловую энергию. И потому им место – на концах многих кабелей.

Принцип работы ферритовых кабельных фильтров с защелкой


Отчего зависит работа ферритового фильтра? От того, каковы характеристики материала, из которого он сделан. Если добавить оксиды различных металлов, то свойства феррита будут изменены.

Различают несколько методов использования ферритовых колец:

— На одножильных проводах, то есть однофазных, кольцо может, наоборот, поглощать излучение в определенном диапазоне. В результате наводки преобразуются в тепловую энергию. Значит, негативные частоты могут быть поглощены, то есть отсечены ферритовым кольцом.

— На одножильных проводах, в которых кольцо является своеобразным усилителем, поскольку, возвращает обратно в кабель часть высокочастотного магнитного поля.Ферритовые кольца на кабеле для чего: Зачем нужны ферритовые кольца на кабелях — Ответы на вопросы Это ведет к тому, что в заданном диапазоне сигнал становится сильнее.

— На многожильных проводах феррит действует как синфазный трансформатор, пропускающий несимметричные сигналы в кабеле. В частности, импульсы тока в кабелях, предназначенных для того, чтобы передавать данные. Или в цепях питания постоянным током. Фильтр гасит и симметричные сигналы. А они потенциально могут быть вызваны в данных кабелях лишь электромагнитные наводками.

Где применяется ферритовый фильтр? Как его выбирать?


На кабелях питания ферритовые кольца используют для того, чтобы снизить помехи. Их могут создать сами кабели. А на сигнальных кабелях, которые осуществляют передачу данных, ферриты являются средством гашения возможных внешних помех и наводок.

Бывают ферритовые кабельные фильтры встроенные, то есть кабель продают уже с ферритовым кольцом. Бывают и отдельные ферритовые фильтры. В большинстве случаев это модели, которые защелкивающиеся вокруг провода. Они не требуют каких-то доработок самого кабеля.Ферритовые кольца на кабеле для чего: Зачем нужны ферритовые кольца на кабелях — Ответы на вопросы

Провод можно вставить в центр ферритового фильтра. Так получится одновитковая катушка. Возможно также образование вокруг кольца нескольких витков. Это тороидальная обмотка. Последний метод ведет к существенному увеличению эффективности работы фильтра.

Если нужно подобрать ферритовое кольцо так, чтобы оно соответствовало заданным требованиям, то обязательно узнайте, какие характеристики у материала, из которого его сделали. Узнайте также, какие габариты у изделия.

ВАЖНО! Скажем, импедансом называют полное внутреннее сопротивление элемента электрической цепи к переменному (гармоническому) току (сигналу). Его измеряют в омах, то есть как и обычное сопротивление. Есть еще один важный параметр ферритовых фильтров. Это магнитная проницаемость, то есть коэффициент, характеризующий связь между магнитной индукцией и напряженностью магнитного поля в веществе.


Если подвести итог всему сказанному, то для обозначения основных свойств ферритовых фильтров производители делают такую маркировку:

— цифровое обозначение (например, 3000) – показатель начальной магнитной проницаемости феррита,
— HH – это марка феррита (в большинстве случаев это HH – ферриты общего назначения или HM – для слабых магнитных полей),
— D – наибольший (внешний) диаметр,
— d – меньший (внутренний) диаметр,
— h – высота тороида.Ферритовые кольца на кабеле для чего: Зачем нужны ферритовые кольца на кабелях — Ответы на вопросы

Вот типовые примеры использования ферритов:

— марка 100НН может применяться для кабелей с частотами до 30 МГц,
— 400НН — с частотами не более 3,5 МГц,
— 600НН — с частотами до 1,5 МГц
— 1000НН — до 400 кГц.

Скажем, антенный ферритовый фильтр должен иметь марку HH. Зато ферритовый фильтр для USB кабеля лучше всего выбрать с маркой HM, то есть для кабелей, у которых слабое магнитное поле.

Как наматывать ферритовые кольца

Обычно для этого нужно подобрать правильный ферритовый фильтр, а потом защелкнуть его на кабеле. Сделать это нужно как можно ближе к тому месту, где подключается прибор.

Иногда для того, чтобы увеличить импеданс, кабелем делают несколько витков вокруг кольца феррита. Тогда импеданс станет расти кратно квадрату числа витков, то есть с пары витков – в четыре раза, а с трех – уже в девять раз.

ВАЖНО! Обращаем внимание на то, что на практике показатель увеличения несколько меньше, чем в теории.Ферритовые кольца на кабеле для чего: Зачем нужны ферритовые кольца на кабелях — Ответы на вопросы

После наматывания ферритовое кольцо должно защелкнуться. Для этого нужно заранее определиться с тем, сколько будет витков провода. А еще необходимо произвести расчет внутреннего диаметра фильтра. Тогда он закроется, и кабель при этом не передавит.

Что за материал – феррит?


Свойства такому фильтру придает материал, из которого его делают. Это феррит.

Ферритом называют соединения, в основе которых оксид железа и оксиды других металлов. В ферритах совмещены свойства ферромагнетиков и полупроводников. В некоторых случаях и диэлектриков. Вот почему они применяются как сердечники катушек, постоянные магниты. Они же являются поглотителями электромагнитных волн высоких частот и пр.

У данного материала высокая магнитная проницаемость. Однако при этом он не проводит электрический ток. Данный материал делают из порошков оксида железа.

Данные фильтры – отличная защита от внешних электромагнитных полей высокой частоты. Они иногда появляются из-за того, что работают мобильные телефоны, печи СВЧ, импульсные блоки питания и электронная аппаратура.Ферритовые кольца на кабеле для чего: Зачем нужны ферритовые кольца на кабелях — Ответы на вопросы

Зачем нужны эти странные цилиндры на кабеле

Наверняка вы видели утолщения цилиндрической формы на различных кабелях. Например, они часто встречаются на кабелях с коннекторами USB, HDMI, D-Sub, а также на кабелях питания. Расположены они на обоих концах кабеля, ближе к штекеру.

Для чего же используются такие цилиндры? Разумеется, они нужны совсем не для красоты. На самом деле это так называемый ферритовый фильтр. Также можно встретить названия ферритовое кольцо и ферритовый цилиндр.

Назначение этого фильтра — подавление высокочастотных помех. Внутри находится феррит, вещество, которое и гасит помехи. Такие фильтры не только защищают сигнал, идущий по кабелю, от внешних помех, но и препятствуют образованию исходящих помех от самого кабеля.

Фото: Depositphotos

Казалось бы — вещь нужная и полезная, но фильтр есть не на каждом кабеле.Ферритовые кольца на кабеле для чего: Зачем нужны ферритовые кольца на кабелях — Ответы на вопросы Почему так? Как правило, если на кабеле нет ферритовых цилиндров, то он должен быть сам по себе экранирован. То есть при наличии экранирования, потребность в фильтре отпадает. Впрочем, даже наличие фильтров вовсе не означает, что внутреннего экранирования нет.

В то же время, и наличие экранирования и ферритовых фильтров не служит гарантией качества продукта. Поэтому относительно того, какие кабели лучше использовать — с ферритовыми фильтрами или без — однозначно ответить нельзя.

В любом случае переплачивать за брендовые кабели вряд ли стоит. Взять, к примеру, HDMI. Качество изображения от высокой цены не улучшится. Дело в том, что кабель HDMI передает цифровой сигнал и помех в прямом понимании этого слова при этом быть не может. Сигнал либо есть, либо его нет. То есть выдавать изображение, что называется, со снегом такой кабель не будет. Однако у некачественных кабелей картинка может пропадать, «запинаться» на доли секунды или выдавать изображение с артефактами.

Ферритовые фильтры, которые можно установить самостоятельно.Ферритовые кольца на кабеле для чего: Зачем нужны ферритовые кольца на кабелях — Ответы на вопросы Фото: Depositphotos

Если у вас есть проблемы с передачей сигнала, то в теории можно попробовать установить ферритовые фильтры. Стоят они недорого и найти их не составит труда.

Обратите внимание: сейчас удачное время сделать покупки по специальным ценам со скидками. Чтобы сэкономить, посмотрите горящие товары, а также лучшее из лучшего и новинки на AliExpress. Самые выгодные предложения собраны в топ-скидках за неделю.

Это тоже интересно:

Во время загрузки произошла ошибка.

Ферритовые фильтры с защелкой на кабель, предназначенные для подавления шумов в кабеле, обеспечивают защиту от импульсных помех

Даже если устройство спроектировано с учетом присутствия помех и расположения элементов, предусмотрены заземление или фильтрация на плате, оно все равно может служить источником высокого уровня помех или быть восприимчивым к шумам при подсоединении других приборов с интерфейсным кабелем. В частности, поскольку кабели из-за большой длины обладают высокой удельной поверхностью, они могут излучать или принимать электромагнитные колебания.Ферритовые кольца на кабеле для чего: Зачем нужны ферритовые кольца на кабелях — Ответы на вопросы В этой связи, для подавления помех целесообразно применять специальные устройства, например,ферритовый фильтр с защёлкой на кабель (см. рисунок 1).

Внешний вид фильтра с защелкой на кабель показан на рисунке 1.


Ферритовый фильтр с защелкой на кабель состоит из ферритового сердечника, который представляет собой две половинки, помещенные в пластиковый гибкий корпус, характеризующийся долгим сроком службы. Данная конструкция позволяет закрепить его одним движением на кабеле без его отрезания. Поскольку такой фильтр может быть установлен после сборки устройства, его применение становится особенно актуальным в случаях, когда проблемы с помехами происходят непосредственно перед транспортировкой. На рисунке 1 b представлен фильтр, который монтируется на кабель внутри устройства.

Фильтр с защелкой на кабель состоит из ферритового сердечника, который представляет собой две половинки, помещенные в пластиковый гибкий корпус, характеризующийся долгим сроком службы.Ферритовые кольца на кабеле для чего: Зачем нужны ферритовые кольца на кабелях — Ответы на вопросы Для заказа доступно большое количество типов изделий, выпускаемых в соответствии с диаметрами кабелей.

•Тип синфазного фильтра

Когда говорят о фильтрах синфазных помех (далее будет сокращенно ФСП), часто имеют ввиду компонент, который устанавливается на печатную плату. Однако ферритовый фильтр с защелкой на кабель также является компонентом для устранения синфазных помех.
В то же время, он подавляет только синфазные помехи, проходящие по интерфейсным кабелям, без ослабления дифференциальных токов. По сравнению с фильтрами синфазных помех, в которых реализуется намотка проводом, компонент с защелкой на кабель вызывает небольшую, практически незначительную паразитную емкость или индуктивную связь. В этом случае, дифференциальный импеданс остается низким в широком диапазоне частот, и негативное влияние на качество сигналов практически отсутствует.
Несмотря на то, что фильтры с застежкой на кабель обладают достаточно низкими значениями синфазного импеданса, они демонстрируют стабильные характеристики импеданса, поскольку отсутствует воздействие от распределенной паразитной емкости, вызванной обмоткой, и саморезонанс не появляется вплоть до частоты около 1 ГГц.Ферритовые кольца на кабеле для чего: Зачем нужны ферритовые кольца на кабелях — Ответы на вопросы

•Регулировка величины обмотки


При намотке кабеля на фильтр с самозажимным механизмом в два или три
оборота, эффективное сопротивление будет увеличено, что приведет к повышению
степени затухания. Однако, поскольку количество обмотки
повышается,величина паразитной емкости или индуктивной связи
становится больше. Наиболее эффективное количество провода может быть определено путем выбора разной величины обмотки.

В качестве дополнения к сетевым адаптерам питания (АС), разнообразные периферийные устройства, такие как цифровые фотокамеры или мобильные телефоны, подключают при помощи различных интерфейсных кабелей к терминалам в виде переносных ПК. Фильтры с застежкой на кабель устанавливают на эти интерфейсные кабели, получают оценку их влияния на подавление помех.

•Подключение силового кабеля переменного тока

Спектр излучения шума от мобильного телефона до и после подключения фильтра с самозажимным механизмом ZCAT1518-0730 к силовому кабелю представлен на рисунке 2.Ферритовые кольца на кабеле для чего: Зачем нужны ферритовые кольца на кабелях — Ответы на вопросы В этом тестировании кабель имел двойную обмотку вокруг фильтра. Результаты измерений представлены на рисунке 3. Перед установкой шум фиксировался в диапазоне частот от 250 до 600 МГц, едва удовлетворяя стандарту VCCI класса B. После установки ферритового фильтра с защелкой на кабель, шум был снижен ориентировочно на 5…10 ДБ.

•Подключение мобильного телефона

Как показано на рисунке 4, переносной терминал был подключен к телефону с помощью эксклюзивного типа кабеля, фильтр ZCAT1518-0730 устанавливали на силовой кабель. Результаты измерений приведены на рисунке 5. Перед установкой фильтра шум фиксировался в широком диапазоне частот от 100 до 600 МГц. Как и в предыдущем тестировании после двойной обмотки эксклюзивного кабеля вокруг фильтра уровень шума был снижен до 5..10 дБ. Кроме того, было обнаружено, что помехи на частоте 600 МГц и выше, уровень которых не поменялся после установки фильтра, были вызваны другими источниками,а не кабелем.

При установке фильтра с защелкой на кабель не только снижается уровень шума, но также уменьшается вероятность появления ошибок, вызванных внешними источниками помех, таких как скачки напряжения или статическое электричество.Ферритовые кольца на кабеле для чего: Зачем нужны ферритовые кольца на кабелях — Ответы на вопросы
Тест на ESD (электростатический разряд), основанный на международном стандарте IEC61000-4, для испытания устойчивости, проводился с целью исследования частоты или изменения количества ошибок до и после установки фильтра.

Электростатический разряд — это явление, которое происходит, когда электрический заряд, накопленный на поверхности тела вследствие таких причин, как трение с одеждой, разряжается при соприкосновении с корпусом электронного устройства. Помехоустойчивость — это сопротивление шуму от внешних источников.

•Способ измерения

Как показано на рисунке 6 в рабочих условиях осуществлялось соединение переносного терминала и принтера. На переносном терминале (ПК) происходил разряд статического электричества. Условия, при которых происходили ошибки, были записаны.Электрический разряд проводили 10 раз с интервалом в одну секунду по отношению к разъему кабеля ( в месте соединения с кабелем) на стороне переносного терминала. Приложение разряда осуществлялось по методу контактного разряда в соответствии с международным стандартом IEC61000-4-2.Ферритовые кольца на кабеле для чего: Зачем нужны ферритовые кольца на кабелях — Ответы на вопросы Осциллограмма импульсного сигнала для тестирования, описанного в стандарте IEC61000-4-2 , представлена на рисунке 7. Испытательное напряжение (уровни разряда) составляло: 2 кВ, 4 кВ и 6 кВ.

•Результаты тестирования

Результаты тестирования представлены в таблице 1. Когда фильтр еще не был установлен, при испытательном напряжении 4 кВ наблюдались такие ошибки как остановка некоторых операций принтера. При 6 кВ принтер полностью прекращал работу. При использовании фильтра ZCAT2035-0930A (одинарная обмотка) проблемы в результате выполнения операций при испытательном напряжении 4 кВ отсутствовали, а при 6 кВ было отмечено несколько ошибок в работе. При использовании фильтра с двойной обмоткой, ошибки не были обнаружены.Форма сигналов электростатического разряда до и после установки фильтра приведены на рисунке 8. Осуществлялась двойная обмотка. Электростатический разряд был значительно ослаблен благодаря фильтру. Сигналы наблюдались в положении вблизи фильтра на кабеле между фильтром и принтером.Ферритовые кольца на кабеле для чего: Зачем нужны ферритовые кольца на кабелях — Ответы на вопросы

Эффект подавления помех при электростатическом разряде с использованием ферритового фильтра с защелкой на кабель оценивали экспериментально при его установке на параллельную двухпроводную линию. Сравнение проводили на примере фильтра, рассмотренного выше.

•Установка для измерений

Установка для измерений приведена на рисунке 9. Два параллельных провода длиной 1 м были помещены на высоте 0,1 м от пластины заземления. Напряжение 6 кВ, сформированного электростатическим генератором, подавали на вход линии с помощью генератора электростатического разряда. Между электростатическим разрядом и линией появлялся контакт. Форма импульса статического электричества, генерируемая электростатическим генератором, соответствовала высокоскоростному пиковому напряжению с временем нарастания от 0,7 до 1 нс. Фильтры ZCAT2035-0930A (ZCAT) и синфазный дроссель, устанавливаемый на плате, ZJYS51R5-2P (ZJYS) были установлены по середине параллельных проводов. Далее наблюдали изменение формы сигнала электростатического разряда на выходе. Как показано на рисунке 10, использовали два типа плат, на которых устанавливались компоненты ZJYS. Первая плата имела толщину 1 мм, слой из медной фольги на обратной стороне отсутствовал. Толщина второй платы составляла 0,3 мм, вся поверхность обратной стороны являлась пластиной заземления.

•Эффект подавления импульсных помех высокого уровня

Форма импульса, наблюдаемая на выходе переносного терминала, показана на рисунке 11. Из данных рисунка 11 (а) видно, что примерно 40% помех было ослаблено после установки фильтра ZCAT. «Звон», сразу последовавший за подъемом напряжения, был также снижен. На рисунках 11 (b) и 11 (с) формы импульса в случаях, когда устанавливались компоненты ZJYS, показывают, что «звон» был снижен до того же уровня, что и в случае применения фильтра ZCAT, но при этом пиковое напряжение за время нарастания импульса не ослаблялось. В частности, затухание на плате А практически отсутствовало. Для изучения причины такого явления были измерены емкости на входе/выходе печатных плат [A] и [B]. Результаты показали, что емкость платы [А] составляла приблизительно 0,1 пФ, а емкость платы [В] соответствовала 7,3 пФ. По-видимому, в плате [B], большая паразитная емкость появлялась между платой и слоем медной фольги на поверхности компонентов. Таким образом, электростатический шум попадал на выход благодаря этой емкости, как показано на рисунке 12. В качестве сравнения, частотные характеристики импеданса фильтра ZCAT для плат [A] и [B], которые были использованы для эксперимента, показаны на рисунке 13. Из графика видно, что фильтры ZCAT характеризуются более высоким уровнем подавления бросков напряжения, чем дроссели, устанавливаемые на плате. Это происходит в связи с тем, что ферритовые сердечники у таких дросселей не могут также легко насыщаться даже при высоком уровне перенапряжения ввиду их больших физических емкостей. Поскольку фильтры ZCAT не устанавливаются на плату, необходимо брать во внимание емкостную связь между входом и выходом.

•Широкая линейка выпускаемых компонентов


В заключение, диаграмма выбора линейки фильтров серии ZCAT производства TDK
показана в таблице 2. TDK предоставляет различные серии компонентов,
охватывающих широкий спектр областей применения, от использования в
кабелях общего назначения до плоских кабелей.

















ПрименениеТипДиаметр кабеля, (мм)Код заказаИзображение
КабелиСамозажимной механизм3…5ZCAT1325-0530A (-BK)
4…7ZCAT1730-0730A (-BK)
6…9ZCAT2035-0930A (-BK)
8…10ZCAT2235-1030A (-BK)
10…13ZCAT2436-1330A (-BK)
Кабель крепится к корпусу нейлоновым ремешком7 макс.ZCAT1518-0730 (-BK)
9 макс.ZCAT2017-0930 (-BK)
9 макс.ZCAT2032-0930 (-BK)
11 макс.ZCAT2132-1130 (-BK)
13 макс.ZCAT3035-1330 (-BK)
Плоские кабели20-жильные плоские кабели12 макс.ZCAT3618-2630D
(-BK)
26-жильные плоские кабели13 макс.ZCAT4625-3430D
(-BK)
40-жильные плоские кабели17 макс.ZCAT6819-5230D
(-BK)

Для чего нужен ферритовый фильтр или кольцо на кабеле

Вы наверное замечали и не раз, что на проводах от ноутбука, монитора и иной электронной техники встречаются непонятные утолщения в виде цилиндра. Это сделано не просто так или для красоты. Дело в том, что пластиковый цилиндр — это специальный ферритовый фильтр. В народе его часто называют, как фильтр для подавления высокочастотных помех или проще — «шумовой» фильтр. Зачем и для чего он нужен?




Дело в том, что любое устройство, подключенное к электрической сети, является источником электромагнитных волн, которые являются, в свою очередь, высокочастотными помехами, влияющими на работу других устройств, находящихся поблизости. Длинные внешние силовые и интерфейсные кабели работают как своего рода антенны, которых довольно-таки сильно излучают во внешнюю среду помехи, которые создаются аппаратурой при работе. Это может сильно влиять на работу беспроводных сетей WiFi, радиоаппаратуры и точных приборов.Чтобы этого не происходило, кабель надо экранировать. Но тогда значительно подскочит его цена! На помощь пришли ферритовое кольцо и фильтры из этого материала.

Как работает ферритовый фильтр

Феррит — это специальный материал, состоящий из соединения оксида железа и ряда других металлов, который не проводит ток и эффективно поглощает электромагнитные волны. Ферритовое кольцо является отличным магнитным изолятором и за счёт этого обеспечивает фильтрацию высокочастотных помех и электромагнитных шумов. Он принимает на себя электромагнитные волны на выходе из электронной аппаратуры, прежде чем они усилятся в кабеле, как в антенне.

Ферритовый фильтр представляет собой сердечник из этого материала в виде цилиндра, который надевается на кабель либо сразу на производстве, либо позднее. При самостоятельной установке его необходимо расположить максимально близко к источнику помех. Только это позволить предотвратить передачу помех через другие элементы конструкции аппарата, где их отфильтровать гораздо труднее.


Combatting interference

С каждым годом мы всё больше полагаемся на электричество и различную электронику. Перерывы в электроснабжении, мобильной связи и доступе к Интернету уже воспринимаем как стихийные бедствия, а сами эти услуги — как естественные права человека, данные нам от рождения.

Тем
читателям, которые хотели бы снизить вероятность неприятных сбоев в работе
бытового электрического и электронного оборудования, предлагаем принять меры
защиты от электромагнитных помех и импульсов. Среди них самая простая — это установка
ферритовых фильтров на кабели, подверженные электромагнитным наводкам.

Ферритовые
кольца и трубки можно приобрести на радиорынках и извлечь из старой ненужной аппаратуры.
Например, практически в любом DVD-плеере
провода, идущие от импульсного блока питания и индикатора к основной плате, продеваются
через ферритовые кольца. Если аппарат вам уже не нужен, разберите его. Можно
также «раздраконить» ненужные VGA-кабели от старых компьютерных
мониторов.

Следует
учесть, что кольцо, через которое проходит одиночный провод, в зависимости от
марки феррита и частотного диапазона помех может выполнять разные задачи. Оно
отражает идущую по кабелю ВЧ-волну обратно и/или поглощает её мощность ферритом.

Когда фильтр
установлен на многожильный кабель (кабель передачи данных, шнур питания или
интерфейс — аудио, видео и др.), он создаёт на коротком участке кабеля
синфазный трансформатор, пропускающий противофазные сигналы (несут полезную
информацию) и отражающий (поглощающий) синфазные помехи. В этом случае, чтобы
не нарушать передачу данных, используют высокочастотные ферриты с малым
энергопоглощением.

Учтите,
что в случае экранированных многожильных кабелей (например, USB) ферритовый фильтр малоэффективен,
поскольку действует только на внешний экран.

В
домашнем хозяйстве ферритовые кольца помогут читателю снизить вероятность
зависаний компьютера, отдельных его элементов и периферийных устройств.
Например, ферритовый фильтр полезно надеть на кабель кардридера (см. фото 2).
Если при каждом включении или выключении холодильника вы слышите щелчок в
телевизоре или домашней аудиосистеме, снабдите ферритовым фильтром сетевой шнур
холодильника.

Также
рекомендуем разобрать блок питания домашнего компьютера, чтобы убедиться в том,
что на его входе имеется ферритовый фильтр.

Для
хорошего подавления низкочастотных помех желательно пропустить провода через
кольцо несколько раз, сделав два или три витка. Кабель с разъёмами бывает вообще
невозможно продеть через кольцо. В таких случаях удобны разборные
цилиндрические фильтры, которые нужно подбирать по диаметру отверстия.

При
работе будьте осторожны, соблюдайте технику безопасности.

Далее
следуйте инструкциям на фотографиях.

Источник: Энерговектор

Как работают ферритовые шарики и как выбрать подходящий? | Блог о проектировании печатных плат

Altium Designer

| & nbsp Создано: 29 июня, 2017 & nbsp | & nbsp

Обновлено: 30 ноября 2020 г.

Ферритовые шарики обычно используются для подавления высокочастотных электромагнитных помех

Иногда мне хочется видеть электромагнитные волны.Это значительно упростило бы обнаружение электромагнитных помех. Вместо того, чтобы возиться со сложными настройками и анализаторами сигналов, я мог просто посмотреть и понять, о чем идет речь. Хотя мы не можем видеть электромагнитные помехи, иногда мы можем слышать их, когда они проходят через аудиосхемы. Одно из возможных исправлений такого рода помех — ферритовый валик.

К сожалению, ферритовые бусины (также называемые ферритовым дросселем, ферритовым зажимом, ферритовым кольцом, бусинкой фильтра EMI или даже кольцевым кольцевым фильтром) могут быть загадкой.Функция ферритового сердечника напоминает функцию катушки индуктивности, но частотная характеристика феррита отличается от этой функции на высоких частотах. Кроме того, различные типы бусин, такие как бусины из феррита с проволочной обмоткой и бусины из чип-феррита, по-разному реагируют на снижение шума. Например, ферритовые бусины с проволочной обмоткой работают в широком диапазоне частот, но при постоянном токе обладают меньшим сопротивлением. Чтобы использовать их правильно, вам необходимо понимать их электромагнитные характеристики и то, как они меняются во время использования.После того, как вы разберетесь с теорией, лежащей в основе использования ферритовых шариков, вы можете сознательно выбрать один для своей печатной платы. Если вы этого не сделаете, вы можете в конечном итоге вызвать больше проблем, чем исправить.

На этом изображении показано, почему ферритовый шарик иногда называют ферритовым кольцом или ферритовым дросселем

Что такое ферритовый шарик и как работают ферритовые шарики?

Ферритовые шарики — это пассивные электронные компоненты, которые могут подавлять высокочастотные сигналы в линии питания.Обычно они размещаются вокруг пары линий питания / заземления, которые поступают на конкретное устройство, например шнур питания для вашего ноутбука. Эти шарики работают в соответствии с законом Фарадея: магнитный сердечник вокруг проводника индуцирует обратную ЭДС в присутствии высокочастотного сигнала, существенно ослабляя частотную характеристику феррита. Стандартные ферритовые бусины можно приобрести у специализированных производителей, таких как Coilcraft, хотя для некоторых проектов могут потребоваться специальные бусины.

Ферриты — это магнитные материалы, и размещение этого материала в ферритовом зажиме вокруг линии питания / заземления позволяет создать источник индуктивного сопротивления для сигналов, проходящих через линию.Это может побудить вас подумать о них как о стандартных индукторах, но они более сложные, чем это. На самом деле ферритовый валик — это нелинейный компонент; Изменения импеданса, которые он обеспечивает, были током нагрузки и падением напряжения на феррите. Упрощенная схема ферритовой бусины поможет понять ее частотные характеристики. Однако имейте в виду, что эти атрибуты могут изменяться в зависимости от тока и температуры.


Ток нагрузки может изменить импеданс феррита.

Для чего используются ферритовые шарики?

Поскольку импеданс ферритового шарика является индуктивным, индукторы с ферритовым шариком используются для ослабления высокочастотных сигналов в электронных компонентах. Когда дроссель с ферритовым шариком помещается на линию электропередачи, соединяющую с электронным устройством, он устраняет любой паразитный высокочастотный шум, присутствующий в силовом соединении или выходящий из источника питания постоянного тока. Использование ферритовых зажимов — один из многих подходов к подавлению шума, например, от импульсного источника питания.Такое применение ферритовых шариков в качестве ферритового фильтра обеспечивает подавление и устранение наведенных электромагнитных помех.

Среди различных применений ферритовых шариков в качестве фильтров, шарик фильтра EMI / шарик фильтра источника питания обычно рассчитан на определенный порог постоянного тока. Токи, превышающие указанное значение, могут повредить компонент. Беспокоит то, что на этот предел сильно влияет тепло. При повышении температуры номинальный ток быстро уменьшается. Номинальный ток также влияет на импеданс феррита.По мере увеличения постоянного тока ферритовый шарик «насыщается» и теряет индуктивность. При относительно высоких токах насыщение может снизить импеданс ферритового шарика до 90%.

Ферритовый шарик и индуктор

Хотя ферритовый валик можно смоделировать как индуктор, индукторы с ферритовым валиком не ведут себя как типичный индуктор. Если вам интересно, как измерить поведение ферритового шарика по сравнению с поведением индуктора, вы должны послать аналоговый сигнал через шарик и изменить частоту на несколько порядков.Если вы создадите график Боде для измерений с разверткой по частоте для ферритового шарика, вы обнаружите, что ферритовый шарик обеспечивает более крутой спад на более высоких частотах по сравнению с катушкой индуктивности с аналогичными низкочастотными характеристиками.

Простая, но точная модель ферритовой бусины, подключенной к источнику переменного тока.

Ферритовый бусинку можно смоделировать как конденсаторы и катушки индуктивности, а также как резистор, подключенный параллельно этой RLC-сети с последовательным резистором.Последовательный резистор определяет сопротивление устройства постоянному току. Катушка индуктивности в этой модели представляет собой ферритовые шарики, основная функция которых заключается в ослаблении высокочастотных сигналов, то есть обеспечении индуктивного сопротивления в соответствии с законом Фарадея. Параллельный резистор в этой модели учитывает потери вихревых токов, которые индуцируются внутри ферритового шарика на высоких частотах. Наконец, конденсатор в этой модели учитывает естественную паразитную емкость компонента.

Если посмотреть на кривую импеданса ферритового шарика, то сопротивление в основном резистивное является чрезвычайно высоким только в тонкой полосе.В этой тонкой полосе преобладает индуктивность шарика. На более высоких частотах импеданс ферритового шарика начинает казаться емкостным, и импеданс быстро уменьшается. В конце концов, по мере того, как частота продолжает увеличиваться, емкостное сопротивление упадет до очень небольшого значения, а импеданс ферритового шарика окажется чисто резистивным.


Ферритовый сердечник в ферритовом валике выполняет ту же функцию, что и ферритовый сердечник в трансформаторе.

Руководство по выбору ферритовых шариков

Теперь, когда вы освоили теорию ферритов, пора выбрать ее для вашего устройства.Это не очень сложно, и если вы хотите знать, как выбрать ферритовую бусину для дизайна, вам просто нужно обратить внимание на ее характеристики. Вы можете спросить, нужны ли ферритовые бусины для моей конструкции? Как и на многие инженерные решения, ответ не так прост. Если вы знаете, что ваша плата будет испытывать наведенные электромагнитные помехи в определенном частотном диапазоне, и вам необходимо ослабить эти частоты, тогда ферритовый шарик может быть правильным выбором для вашей конструкции.

Основываясь на индуктивном поведении ферритовых шариков, естественно сделать вывод, что ферритовые шарики «ослабляют высокие частоты» без особого дальнейшего рассмотрения.Однако ферритовые шарики не действуют как широкополосный фильтр нижних частот, поскольку они могут помочь ослабить только определенный диапазон частот. Вы должны выбрать ферритовый шарик и дроссель, если нежелательные частоты находятся в полосе сопротивления. Если вы опуститесь немного слишком низко или слишком высоко, бусинка не даст желаемого эффекта.

Перед тем, как выбрать конкретную ферритовую бусину для своей конструкции, вы должны посмотреть, может ли производитель предоставить вам кривые зависимости полного сопротивления от тока нагрузки для ферритовой бусины.Безусловно, это лучший инструмент, который вы можете использовать, если не знаете, как выбрать ферритовый шарик. Если токи нагрузки очень велики, вам необходимо выбрать ферритовый шарик, который сможет выдержать их, не насыщая и не теряя своего импеданса в желаемом диапазоне частот.

Предупреждения

Ферритовые бусины и ферритовые дроссели являются резистивными нагрузками на высоких частотах, а это означает, что они могут вызвать некоторые проблемы в вашей цепи. При размещении бусинки нужно учитывать падение напряжения и рассеивание тепла.

Во времена цепей с более высоким напряжением падение напряжения не было большой проблемой. Теперь у нас есть множество схем с низким энергопотреблением, которые могут работать с напряжением около 2 В. На таких уровнях вы не можете позволить себе много потерять. Ферритовые шарики вызывают падение постоянного напряжения в вашей цепи. Может показаться, что это не так уж много, но если ваши интегральные схемы (ИС) имеют короткое состояние с высоким током потребления, потери могут стать значительными. Разместите ферритовые бусины там, где они не будут вызывать проблем с падением напряжения.

Поскольку ферритовые материалы обладают сопротивлением на высоких частотах, они в основном рассеивают поглощенную энергию в виде тепла.Это тепло не обязательно является проблемой для вашей печатной платы, когда ферритовый дроссель используется в линии питания, но он может стать таковым, когда он используется для рассеивания высоких частот при высоком токе. Если ваша система особенно шумная, и шарик будет поглощать много высоких частот, это тепло может стать более серьезной проблемой. Обязательно примите во внимание рассеивание тепла шариком.


Импеданс ферритового шарика будет изменяться в зависимости от температуры.

Ферритовые бусины

могут быть весьма полезными, но только если вы точно понимаете, как они работают.Помните, что они ослабляют сигналы в довольно небольшой полосе, а их эффективность зависит от температуры и тока нагрузки. Чтобы наилучшим образом использовать ферритовый шарик, убедитесь, что он точно соответствует вашим требованиям. Затем при установке борта обязательно учитывайте падение напряжения и нагрев.

Мы часто обсуждаем важность и функцию ферритовых шариков. Если вам нужна дополнительная информация о ферритовых шариках, ознакомьтесь со статьей «Все, что вам нужно знать о ферритовых шариках» отраслевого эксперта Келлы Нэк.

Работа с такими вещами, как ферритовые бусины, может быть трудной, но проектирование печатной платы не обязательно. Altium Designer ® — это новейшее программное обеспечение для проектирования печатных плат с инструментами, которые помогут вам построить оптимальную плату. У него даже есть надстройки, такие как сеть подачи питания, которые могут помочь вам справиться с такими проблемами, как падение напряжения и рассеивание тепла.

Есть еще вопросы о ферритовых шариках? Вызовите специалиста Altium.

Как быстро и точно выбрать ферритовые кольца

Вы можете знать о пользе ферритов, но не можете знать о преимуществах ферритовых колец.В чем преимущества ферритовых колец? На что нужно обратить внимание при выборе ферритовых колец?

1. Ферритовое магнитное кольцо легко использовать. Он устанавливается прямо на кабель, который нужно фильтровать.

2. В отличие от других методов фильтрации, он требует заземления, поэтому нет особых требований к конструкции и конструкции печатной платы.

3, при использовании в качестве синфазного дросселя, он не вызывает искажения сигнала, что очень ценно для проводников высокочастотных сигналов.
На что нужно обратить внимание при покупке ферритовых колец?

Прежде чем покупать неодимовые кольцевые магниты, мы должны сначала понять использование ферритовых магнитных колец. Они могут быть установлены в источнике питания, линии питания, помехах преобразователя частоты и т. Д., Поскольку кольцо ферритового магнита имеет очень широкий спектр применения. Если ферритовое магнитное кольцо приобретается в источнике питания, необходимо знать размер ферритового магнитного кольца, чтобы знать показатель производительности ферритового магнитного кольца, например величину индуктивности и количество витков.

При покупке ферритовых магнитных колец, если есть образцы, чтобы увидеть цвет магнитных колец, они обычно могут быть взяты производителями магнитов, и они могут взимать плату за проверку.
При покупке ферритовых магнитных колец мы знаем частоту помех.

Для размера ферритового магнитного кольца, чем больше разница внутреннего и внешнего диаметров магнита с ферритовым кольцом, чем больше осевая длина, тем больше импеданс. Но внутренний диаметр надо подтянуть.Следовательно, если мы хотим получить большое затухание, мы должны попытаться использовать более крупные магнитные кольца, когда внутренний диаметр ферритовых магнитных колец затянут.

Следуйте за нами в

Просмотры сообщений:
1,213

Все тороидальные сердечники с ферритовым кольцом | Бусины Snap On Split

]]]]>]]>

Сортировать по

Мы рекомендуем новейшие поступленияЦена: от низкой к высокойЦена: от высокой к низкой Название: от A до Z Название: от Z до A

Часто бывает трудно надеть бусинки на кабель из-за вилки или разъема.Разрезанные бусины решают эту проблему. Они состоят из двух половинок, которые надеваются поверх кабеля. Пластиковая крышка с защелкой удерживает две половинки вместе и удерживает сборку на кабеле.

Для использования RFI, микс 31 эффективен в диапазоне 1-300 МГц, микс 43 работает в диапазоне 20-250 МГц, Mix 61 — для 200-2000 МГц, а микс 77 — в диапазоне 0,1-20 МГц. Это частоты сигнала помех, которые необходимо устранить, а не рабочие частоты оборудования, которое необходимо защитить.

Не знаете, какие размеры вам нужны, или не решаете проблему радиопомех с устройствами, использующими кабели разных размеров? Попробуйте комбинированный комплект Ferrite Snap On Combo Pack размером от 1/4 дюйма до 3/4 дюйма с Mix 31 (1-300 МГц), Mix 61 (200-2000 МГц) или Mix 75 (150 кГц — 10 МГц).

ТЕПЕРЬ ПО КОЛИЧЕСТВЕННОЙ ЦЕНЕ ДЛЯ КЛУБНЫХ, ОБЪЕМНЫХ ПОКУПАТЕЛЕЙ!

Размеры борта показаны на рисунке ниже и в таблице как A, B, C

Размеры ферритового разъемного валика

Примечания по применению

Рекомендации по применению этих разъемных бусинок Snap On: сколько дросселей мне нужно?

Вы можете очень эффективно увеличить сопротивление дросселирования кабеля меньшего диаметра, используя ферритовую бусину с большим отверстием и несколько раз обернув кабель через него.Для особо сложных проблем с синфазным током / радиопомехами вам может потребоваться дроссельное сопротивление до 5-10 кОм. Использование нескольких бусинок и нескольких витков в каждом бусе до определенной степени повысит импеданс. На более высоких частотах, когда количество витков приближается к длине электрической волны, дроссель становится резонансным из-за паразитной емкости и индуктивности кабеля и ограничивает верхние значения импеданса до значений, меньших, чем указано в таблице выше.

Некоторые примеры способов намотки кабеля показаны ниже.

Ферритовые разъемные бусины с несколькими витками RG-58/59

FSB-1/4 — 1 оборот

ФСБ-1/2 1 оборот

ФСБ-1/2 Открытая оболочка

FSB-1/2 2 оборота

FSB-1/2 3 оборота

FSB-1/2 4 оборота

—– // —–

Другие примеры использования разрезного борта

Кабель Ethernet

на FSB-1/4

Кабель Ethernet на FSB-1/2 — 3 витка для 9-кратного импеданса, хороший фильтр для 15-30 МГц между 2–3 кОм, дросселирование Z

Три эффективных фильтра радиопомех

Эффективные дроссели RFI / EMI

FSB-1/4 или FSB-1/2 4 витка для 14-50 МГц 2K-3K Z

FSB-1 / 2-5 витков на 10-30 МГц 2К-4.5К удушающий З

FT240-43 — 14 витков для 3-14 МГц или используйте два FT240-43 для 1,8-10 МГц

Эти защелкивающиеся дроссели полезны для уменьшения RFI в усилителях системы оповещения, проводах динамиков, микрофонных кабелях, панелях микшера, коаксиальном кабеле, телефонных проводах, динамиках звуковой карты компьютера, соединениях dsl / кабелях, головках дистанционного управления для радиолюбителей. трансиверы (особенно FT-100, FT900, IC-706, IC-7000), силовые кабели переменного тока, силовые кабели постоянного тока, кабели домашнего кинотеатра, видеокабели, кабели HI Fi, гитарные усилители, кабели линейных усилителей и т. д.

Они также полезны для подавления синфазного шума / радиопомех в радио- и ТВ-приемниках, аудио- и радиочастотных усилителях. Они также могут помочь подавить шум, создаваемый беговыми дорожками, тренажерами, обогревателями аквариумов, масляными насосами, люминесцентными лампами, двигателями, кабельными модемами, модемами DSL, компьютерами и многими другими электрическими устройствами. Снижение синфазного тока в компьютерных кабелях часто помогает ускорить работу компьютеров.

Выбор правильного феррита ЭМС

Типы ферритов ЭМС

Ферриты с защелкой от Würth Elektronik

Ферриты с защелкой от Würth Elektronik подходят для ретроспективной установки на существующие кабельные линии.Специальный замок, так называемая технология ключа, на ферритовых защелках Würth Elektronik обеспечивает защиту от несанкционированного открытия — знак CE. В то же время пластиковый корпус защищает от механических повреждений, а его конструкция обеспечивает повышенное контактное давление на половинки феррита.

Результат — очень высокий импеданс или, другими словами, подавление помех. Типичные области применения — сигнальные линии, провода монитора, кабели принтера, кабели мыши, линии передачи данных и т. Д.

Ферритовые плоские и ленточные кабели

В РФ действуют собственные законы. Следовательно, ленточный провод длиной 2 см может действовать как эффективная антенна для приема или передачи помех. В приложениях, где используется «более длинный» ленточный кабель, необходимо обеспечить подавление помех, ферриты ленточного кабеля или плоские ферриты вносят важный вклад в соответствие стандарту. Для оптимальной адаптации плоского провода к корпусу доступны три различных формы жил. Крепление плоских ферритов осуществляется пластиковыми зажимами или самоклеющейся лентой.

Ферритовые втулки и ферритовые кольца

В отличие от ферритов с защелками или ферритов с нейлоновыми зажимами, ферритовые втулки или кольца можно надеть на кабель перед окончательной сборкой и зафиксировать с помощью термоусадочной трубки или заливки. Сегодня это решение есть на каждом мониторе компьютера. Чем ближе внутренний диаметр приспособлен к диаметру кабеля, тем больше эффект подавления. Также при использовании нескольких витков обмотки, как и в случае ферритов с защелкой, индуктивная часть может быть подчеркнута при достижении большего импеданса.

Ферритовые бусины с 6 отверстиями

Бусины с 6 отверстиями, широко известные как дроссели VHF, или наш SMD-тип WE-SUKW (ферритовые бусины с 5 отверстиями) обычно имеют 2,5 обмотки и выдерживают высокие уровни тока в течение длительного времени без переходя в насыщение. Они обеспечивают эффективное подавление радиочастотных помех прямо на плате. Типичными приложениями являются развязка заземления, развязка напряжения питания в сочетании с блокировочными конденсаторами и фильтрами линии передачи данных.

Многополюсные ферриты

Многополюсные ферриты — это универсальный подавляющий компонент: во-первых, как 4-витковый дроссель с компенсацией тока с номинальным током обычно 4 А.Импеданс или ток можно увеличить с помощью соответствующей схемы. Кроме того, при правильном подключении может быть получен двойной широкополосный дроссель с компенсацией тока (см. Рис. 1).

Какие неровности на концах компьютерных кабелей?

В типичной компьютерной системе дома или в офисе вы обычно видите эти «неровности» на кабелях мыши, клавиатуры и монитора. Вы также можете найти их на проводах источника питания, когда устройство (например, принтер или сканер) использует внешний трансформатор.

Эти «выступы» называются ферритовыми шайбами ​​ или иногда ферритовыми дросселями . Их цель в жизни — уменьшить EMI (электромагнитные помехи) и RFI (радиочастотные помехи). Вы можете увидеть эти шарики на следующей фотографии:

Ферритовый шарик — это просто полый шарик или цилиндр, сделанный из феррита , который представляет собой полумагнитное вещество, изготовленное из оксида железа (ржавчины), легированного другими металлами. Он скользит по кабелю при изготовлении кабеля или может быть намотан на кабель двумя частями после изготовления кабеля.Бусинка заключена в пластик — если разрезать пластик, внутри окажется черный металлический цилиндр.

Компьютеры — довольно шумные устройства. На материнской плате внутри корпуса компьютера есть генератор, работающий на частотах от 300 до 1000 МГц. В клавиатуре также есть собственный процессор и осциллятор. Видеокарта имеет собственные генераторы для управления монитором. Все эти генераторы могут передавать радиосигналы на заданных частотах. Большинство этих помех можно устранить с помощью корпусов вокруг материнской платы и клавиатуры.

Еще один источник шума — это кабели, соединяющие устройства. Эти кабели действуют как красивые длинные антенны для передаваемых сигналов. Они довольно эффективно транслируют сигналы. Сигналы, которые они транслируют, могут создавать помехи для радио и телевизоров. Кабели также могут принимать сигналы и передавать их в корпус, где они вызывают проблемы. Ферритовая бусина имеет свойство устранять широковещательные сигналы . По сути, он «подавляет» передачу радиопомех в этой точке кабеля — вот почему на концах кабеля вы обнаруживаете выступы.Вместо того, чтобы проходить по кабелю и передавать, сигналы RFI превращаются в тепла в шарике.

Основы противодействия шумам [Урок 8] Ферритовые сердечники

Руководство по фильтрам шумоподавления

<Детали противошумной защиты, которые можно использовать без замены платы>

Ранее мы представили компоненты для защиты от шума, установленные на плате как часть электронной схемы.На этот раз мы представляем компоненты для противодействия шуму, которые не требуют монтажа на плате. (Хотя иногда они крепятся к плате …)
Как указывалось ранее, при коммерциализации электронного устройства необходимо проверить, что шум, излучаемый устройством, соответствует нормам EMI. Однако окончательная проверка не может быть проведена до завершения проектирования устройства. В последнее время появляется все больше опыта в отношении конструкций, которые не излучают шум, и заранее принимаются различные меры для предотвращения генерации шума, но, конечно, эффекты не могут быть известны до окончательного испытания.Проблем нет, пока уровень шума находится в пределах нормативного значения, как и ожидалось в этот момент, но результаты испытаний иногда превышают нормативное значение. Когда приближается срок поставки, нет времени менять плату, поэтому такие детали, как ферритовые сердечники, которые позволяют принимать меры без замены платы, пригодятся.

<Ферритовые сердечники представляют собой куски феррита>

Ферритовые сердечники — это керамические магнитные тела, состоящие из ферритов (мягких ферритов), обработанных в различных формах.Раньше катушки часто изготавливались путем наматывания проводящих проводов на кольцевой ферритовый сердечник, поэтому феррит, используемый для защиты от шума, также называют ферритовым сердечником.

Ферриты включают феррит Mn-Zn и феррит Ni-Zn в зависимости от состава. Феррит Mn-Zn является проводящим, поэтому он требует изоляционных работ, а феррит Ni-Zn имеет лучшие высокочастотные характеристики. По этим и другим причинам феррит Ni-Zn часто используется для защиты от шума.

<Принцип устранения шума ферритовыми сердечниками>

Ферритовые сердечники бывают различной формы, но большинство из них имеют форму кольца.Пропуская проводящие провода через отверстие кольца, проводящие провода и ферритовый сердечник образуют катушку (индуктор). Эта катушка (индуктор) основана на том же принципе, что и индуктор электронной части, поэтому сопротивление увеличивается вместе с частотой, как показано на рисунке 1. Таким образом, катушка функционирует как фильтр нижних частот, который блокирует высокочастотный ток. , позволяющий ослабить высокочастотный шум. Кроме того, использование ферритового сердечника также дает дополнительный эффект.Когда ток течет к катушке индуктивности, содержащей ферритовый сердечник, в ферритовом сердечнике создается магнитный поток, и энергия тока преобразуется в магнитную энергию. Однако при изменении тока этот магнитный поток снова преобразуется в ток за счет электромагнитной индукции. В это время не вся энергия магнитного потока возвращается в текущую энергию, а некоторая часть теряется в виде магнитных потерь. (Это называется «гистерезисными потерями».) В результате часть шумового тока, проходящего через проводящие провода, теряется в виде магнитных потерь, уменьшая энергию.В правой части рисунка 1 показаны характеристики импеданса катушки с проводниками, пропущенными через ферритовый сердечник. Импеданс нормальной катушки состоит в основном из составляющей реактивного сопротивления (X), но когда используется ферритовый сердечник, составляющая сопротивления (R) становится чрезвычайно большой. Это результат выбора ферритовых материалов, подходящих для противодействия шумам, и приводит к тому, что эффект потребления энергии шумом из-за магнитных потерь учитывает большую часть эффекта шумоподавления ферритового сердечника, чем эффект ограничения тока высокого импеданса.

Рис. 1. Эффекты шумоподавления ферритовых сердечников

<Характеристики и характеристики ферритовых сердечников>

Эффективность шумоподавления ферритовых сердечников зависит от материала и формы феррита. Магнитная проницаемость изменяется в зависимости от материала феррита, поэтому импеданс также различается. Кроме того, соотношение между составляющей сопротивления и составляющей реактивного сопротивления импеданса также различается в зависимости от материалов. Однако материалы ферритовых сердечников, продаваемых в качестве средств защиты от шума, специально смешаны для защиты от шума, поэтому нет большой разницы в характеристиках независимо от выбранного материала.

Индуктивность увеличивается (пропорционально квадрату количества обмоток) вместе с количеством раз, когда проводящий провод проходит через кольцевой сердечник (количество обмоток). Однако, когда проводящий провод наматывается на сердечник, начало (вход) обмотки и конец (выход) обмотки приближаются друг к другу и имеют плавающую емкость между ними. Через эту область плавающей емкости передается высокочастотный шум, что является фактором, снижающим высокочастотные характеристики.Следовательно, принимая во внимание целевые частоты для снижения шума, количество обмоток должно быть увеличено для достижения диапазона низких частот или уменьшено для достижения диапазона высоких частот.

Рисунок 3. Соотношение между количеством обмоток и импедансом

Кроме того, размеры ферритового сердечника влияют на характеристики, как показано на Рисунке 4. Поэтому следует выбирать кольцевой сердечник с наименьшим внутренним диаметром и наибольшей возможной площадью поперечного сечения.

<Использование ферритового сердечника в качестве дроссельной катушки синфазного режима>

Из-за их удобства в кабелях часто используются ферритовые сердечники. Однако эти кабели включают в себя интерфейсные кабели, силовые кабели и другие многопроводящие провода, которые проходят параллельно, поэтому синфазный шум часто является проблемой. Синфазные дроссельные катушки являются эффективным средством противодействия шумам в этих случаях, а функции синфазных дроссельных катушек могут быть достигнуты путем пропуска кабелей вместе через один ферритовый сердечник.Например, в случае интерфейсного кабеля, который имеет несколько сигнальных линий, подключенных к одному концу, трудно подключить дроссельные катушки синфазного режима. Однако функции синфазной дроссельной катушки можно легко реализовать, пропустив все провода интерфейсного кабеля вместе через ферритовый сердечник.

Рис. 5. Использование ферритового сердечника в качестве дроссельной катушки синфазного сигнала

<Различные формы ферритовых сердечников>

К настоящему времени мы представили кольцевые ферритовые сердечники, но также были внедрены ферритовые сердечники различной формы.К ним относятся жилы широкой и тонкой формы, которые соответствуют формам плоских кабелей и гибких печатных схем (FPC), а также разделенные жилы, которые собираются вокруг кабелей, чтобы исключить работу по пропусканию кабелей через жилы. Кроме того, предусмотрены простые пластинчатые сердечники, не являющиеся кольцами. Эти пластинчатые сердечники прикреплены к ИС и другим местам, которые излучают электромагнитные волны, и нацелены на эффекты поглощения радиоволн за счет ослабления электромагнитных волн, проходящих через пластинчатый сердечник, за счет магнитных потерь феррита.

Автор: Y.M., Murata Manufacturing Co., Ltd.

Сопутствующие товары

Шумоподавляющие продукты / Фильтры для подавления электромагнитных помех / Устройства защиты от электростатического разряда

Ферритовый сердечник

Статьи по теме

Будьте в курсе!

Получайте электронные письма от Мураты с последними обновлениями на этом сайте.
Выпуск информационного бюллетеня Murata (электронный информационный бюллетень)

mail_outline

Ферритовые дроссели

, что они вообще такое? — OnAllBands

В других статьях OnAllBand мы рассмотрели, что такое ферриты, как их поведение меняется в зависимости от частоты, а также некоторые их применения в радиолюбительских станциях. На этот раз мы сосредоточимся на их использовании в качестве дросселей в антенной системе, одном из самых популярных применений.

Синфазный и дифференциальный ток

Давайте начнем с небольшого напоминания.На рисунке 1 ниже показано
разница между синфазным (CM) и дифференциальным (DM) токами на
коаксиальный кабель. Сигналы DM — это то, что мы часто называем «сбалансированными» в том смысле, что
сигнал состоит из одинаковых токов, текущих в противоположных направлениях вдоль
две совпадающие дорожки, ни один из которых не соединен с землей или
заземленный корпус. Поток сигналов CM
одинаково на всех жилах многожильного кабеля или на общем (экране)
жила коаксиального или экранированного кабеля.

Один кабель может одновременно поддерживать сигналы DM и CM.Фактически, из-за скин-эффекта на RF за пределами
оплетка или фольга электрически независимы изнутри! Вот почему мы используем экранированные кабели — чтобы
шум и излучаемые сигналы от захвата проводником внутри
щит.

DM токи равноправны и противоположны, поэтому поля они
генерировать противостоять друг другу и отменить.
Поля от токов CM вообще не отменяются — в конце концов, ток CM
на вашей антенне создает ваш излучаемый сигнал!
Поскольку антенны работают одинаково в «обоих направлениях», излучаемый сигнал
может вызвать ток CM на любом проводе, с которым он встречается.Вот как ваш сигнал вызывает RFI (RF
помехи), когда аудиокабель или кабель управления улавливают ваш сигнал. CM может течь
на многожильных кабелях, как и на тросе управления поворотным устройством. Ни один из
проводники должны быть заземлены, чтобы ВЧ-сигналы принимали и / или излучали синфазные ВЧ-сигналы.
сигналы.

Ферритовые дроссели в антенной системе

Передающий дроссель
создает высокий импеданс на пути синфазного (CM) высокочастотного тока, который питает
В противном случае линия перехватила бы передаваемый сигнал.Это взаимодействие называется связью, а блокировка тока — это
называется развязкой. Связь между
линия питания и антенна могут исказить предполагаемую диаграмму направленности, нарушить
импеданс точки питания и представляет собой отличный путь для прохождения радиочастотного сигнала в ваш
станция!

Чаще всего передающий дроссель ставят на
точка, где коаксиальная фидерная линия подключается к антенне. Наружная поверхность коаксиального экрана представляет собой
отличный путь для РФ! Вы хотите, чтобы все ваши
передаваемый сигнальный ток течет по антенне, а не по фидерной линии, поэтому
Развязка питающей линии в этой точке — определенно хорошая идея.

Обычная техника создания передающего дросселя заключается в следующем:
намотайте несколько витков коаксиального кабеля на ферритовый тороид или зажимной сердечник. Этот
создает импеданс от нескольких сотен до нескольких тысяч Ом в
нежелательный текущий путь. Из-за этого
сопротивление, ток от коаксиального кабеля равномерно течет в каждую антенну
терминал — у него нет выбора! — эти штуцеры часто называют балунами-дросселями, потому что они служат
переход мощности ВЧ между сбалансированной нагрузкой (антенна) и
несбалансированная линия подачи.Вы можете узнать больше об этом типе балуна в W7EL
классический документ «Балуны: что они делают и как они это делают» на www.eznec.com/Amateur/Articles/Baluns.pdf. Зная, когда вам нужно использовать балун и как
сделать его — важное радио-ноу-хау!

Самая простая форма дроссельного балуна — это коаксиальная катушка, но несколько витков коаксиального кабеля на большом тороидальном сердечнике, таком как DXE-TC31-24-4 на Рисунке 2, лучше справятся с работой в более широком диапазоне частот. Обратите внимание, что я покрыл сердечник изолентой, чтобы острые углы феррита не повредили оболочку кабеля.

Сколько витков вам нужно и на каком сердечнике? Очень хороший вопрос! Ответ зависит от того, в каком частотном диапазоне вы планируете использовать дроссель и какую мощность вы используете. Ответы на эти вопросы можно найти в ARRL Handbook или ARRL Antenna Book, а также в Интернете на таких ресурсах, как Jim Brown, отличная статья K9YC «A New Choke Cookbook for 160–10M Bands» на k9yc.com/2018Cookbook.pdf.

Приемный дроссель
очень похоже, но имеет несколько иную цель.Он по-прежнему блокирует радиочастотный ток, но вместо
Делая это прямо на передающей антенне, приемный дроссель мешает CM
ток от попадания в кабель антенны или подключения к оборудованию. Если RF попадает в эти точки, он превращается
в обычный сигнал дифференциального режима (DM) и смешивается с сигналом, который вы
хочу. Это позволяет шуму улавливать
за пределами кабеля, чтобы скрыть слабые сигналы.
Поскольку он не расположен у антенны, приемный дроссель может использовать
меньшие и менее дорогие сердечники, чем передающий дроссель, но они такие же
ценный.

Приобретение ферритов и уход за ними

Как и батареи, винты и коаксиальные разъемы, вам всегда кажется, что вам всегда нужна другая ферритовая бусина, сердечник или защелка, и когда они вам нужны, они вам действительно нужны! Ассортимент сердечников DX Engineering обеспечит хороший запас вашего ферритового блока. Для решения большинства проблем с высокочастотными радиопомехами DXE-CSB31-COMBO является хорошим стартовым набором клещей. Для передачи дросселей вам понадобятся более мощные сердечники, такие как набор 2,4-дюймовых сердечников DXE-TC31-24-4 для намотки большего коаксиального кабеля.Приемные дроссели для низкочастотных антенн также работают как дроссели AM-вещания, поэтому комбинированный блок DXE-AM-RFI — хороший набор. По мере того, как вы приобретете опыт использования ферритовых сердечников, вы будете регулярно их использовать, поэтому неплохо иметь несколько дополнительных. Старая коробка для рыболовных снастей — отличный способ следить за своей коллекцией RFI-огнетушителей!

Как только вы начнете собирать ферриты, будьте осторожны.
из них и не бросайте их все в коробку без защиты. Ферриты хрупкие — они трескаются и трескаются.
без труда.В то время как маленькие бусинки или стержни недостаточно велики, чтобы повредить друг друга под
в большинстве условий, большие тороиды и зажимы, безусловно, могут.