Ferrittring - hva er det? Hvordan lage en ferrittring med egne hender?

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sist endret: 2024-01-02 14:00

Hver av oss har sett små sylindre på strømledninger eller på kabler for matchende elektroniske enheter. De kan finnes på de vanligste datasystemene, både på kontoret og hjemme, i endene av ledningene som kobler systemenheten til tastaturet, musen, skjermen, skriveren, skanneren osv. Dette elementet kalles " ferrittring" (eller ferrittfilter). I denne artikkelen skal vi se på formålet som produsenter av data- og høyfrekvent utstyr utstyrer kabelproduktene sine med de nevnte elementene for.

Hovedformål

Ferrittringen kan redusere effekten av radiofrekvens og elektromagnetisk interferens på signalet som sendes over ledningen. Lange signal- og strømkabler til både datamaskin og annet strømutstyr har parasittiske egenskaper,det vil si at de fungerer som antenner. De utstråler veldig effektivt ulike støy som skapes inne i enheten til det ytre miljøet, og skaper dermed forstyrrelser på radiostasjoner når de mottar et radiosignal og på annet elektronisk utstyr. Og omvendt, når du mottar interferens fra luften fra radiosendere, kan en datamaskin eller annen elektronisk enhet fungere feil. Her, for å eliminere dette fenomenet, bruker de en ferrittring som bæres på en strømkabel eller matchende kabel.

Fysiske egenskaper

Ferritt er en ferrimagnet som ikke leder elektrisitet, det vil si at den faktisk er en magnetisk isolator. Virvelstrømmer skapes ikke i dette materialet, og derfor remagnetiserer det veldig raskt - i takt med frekvensen av eksterne elektromagnetiske felt. Denne materielle egenskapen er grunnlaget for effektiv beskyttelse av elektroniske enheter. Ferrittringen som bæres på kabelen er i stand til å skape en stor aktiv impedans for fellesmodusstrømmer.

Dette materialet er dannet av den kjemiske kombinasjonen av jernoksider med oksider av andre metaller. Den har unike magnetiske egenskaper og lav elektrisk ledningsevne. På grunn av dette har ferritter praktisk t alt ingen konkurrenter blant andre magnetiske materialer innen høyfrekvent teknologi. Ferrittringer 2000nm øker kabelens induktans betydelig (flere hundre eller tusen ganger), noe som sikrer undertrykkelse av høyfrekvent interferens. Dette elementet er installert på ledningen under produksjonen eller, kuttet i to halvsirkler, satt på ledningen umiddelbart etter produksjonen. ferrittFilteret er pakket i en plastboks. Hvis du skjærer den opp, kan du se en metallbit inni.

Trenger jeg et ferrittfilter? Eller er dette enda en bløff?

Datamaskiner er svært "støyende" (elektromagnetisk) enheter. Så hovedkortet inne i systemenheten er i stand til å svinge med en frekvens på en kilohertz. Tastaturet har en mikrobrikke, som også opererer med høy frekvens. Alt dette fører til den såk alte radiostøygenereringen nær systemet. I de fleste tilfeller elimineres de ved å skjerme brettet mot elektromagnetiske felt med en metallkasse. En annen støykilde er imidlertid kobbertrådene som kobler sammen ulike enheter. Faktisk fungerer de som lange antenner som fanger opp signaler fra kabler til annet radio- og fjernsynsutstyr, og påvirker driften av "deres" enhet. Ferrittfilteret eliminerer elektromagnetisk støy og kringkastingssignaler. Disse elementene konverterer elektromagnetiske høyfrekvente vibrasjoner til termisk energi. Det er derfor de er installert i endene av de fleste kabler.

Hvordan velge riktig ferrittfilter

For å installere en ferrittring på kabelen med egne hender, må du forstå typene av disse produktene. Tross alt avhenger det av typen ledning og dens tykkelse hvilket filter (fra hvilket materiale) du trenger å bruke. For eksempel, en ring installert på en flerkjernekabel (strømledning, datakabel, video eller USB-grensesnitt) skaper en såk alt common-mode transformator i denne seksjonen, som passereranti-fase signaler som bærer nyttig informasjon, og reflekterer også common-mode interferens. I dette tilfellet bør ikke-absorberende ferritt brukes for å unngå forstyrrelse av informasjonsoverføring, men et ferromateriale med høyere frekvens. Men det er å foretrekke å velge ferrittringer for antennekabelen fra et materiale som vil spre høyfrekvent interferens, i stedet for å reflektere dem tilbake i ledningen. Som du kan se, kan feil produkt forringe ytelsen til enheten din.

ferrittkjerner

Tykke ferrittsylindere er de mest effektive til å håndtere interferens. Det bør imidlertid tas i betraktning at filtre som er for store er svært upraktiske å bruke, og resultatene av deres arbeid i praksis vil neppe skille seg mye fra litt mindre. Filtre bør alltid ha riktig størrelse: ideelt sett bør den innvendige diameteren matche ledningen og bredden samsvare med bredden på kabelkontakten.

Ikke glem at ikke bare ferrittfiltre bidrar til å bekjempe støy. For eksempel, for bedre ledningsevne, anbefales det å bruke kabler med stort tverrsnitt. Når du velger lengde på ledningen, bør du ikke lage en stor lengdemargin mellom de tilkoblede enhetene. I tillegg kan den dårlige kvaliteten på forbindelsen mellom ledningen og kontakten også tjene som en kilde til interferens.

Merking av ferrittringer

Den vanligste typen ferrittringmarkeringsnotasjon er som følger: K D×d×N, hvor:

- K er forkortelse for "ring";

- D - ytre diameter på produktet;

- d - indre diameter av ferrittringen;

- H – filterhøyde.

I tillegg til de totale dimensjonene til produktet, er typen ferromagnetisk materiale kryptert i merkingen. Et eksempel på en oppføring kan se slik ut: M20VN-1 K 4x2, 5x1, 6. Den andre halvdelen tilsvarer de totale dimensjonene til ringen, og den innledende magnetiske permeabiliteten er kryptert i den første (20 Μ_{) i). I tillegg til disse parametrene, i referansebeskrivelsen, angir hver produsent den kritiske frekvensen, hysterese-sløyfeparametere, resistivitet og Curie-temperatur for et bestemt produkt.}

Hvordan brukes ferrittringer ellers

Foruten den velkjente applikasjonen som høyfrekvent skjerming, brukes ferromagnetiske materialer til å lage transformatorer. De er ofte sett i datamaskinens strømforsyninger. Det er velkjent at ferrittringtransformatoren er svært effektiv i balanserte blandere. Det er imidlertid ikke alle som vet at det er en mulighet for å "strekke" balansering. Denne modifikasjonen av transformatoren er i stand til å utføre balanseringsoperasjonen mer nøyaktig. I tillegg er transformatorer på ferrittringer mye brukt for å matche utgangs- og inngangsmotstandene til kaskadene til transistorenheter. I dette tilfellet transformeres aktive og reaktive motstander. Takket være sistnevnte kan denne enheten brukes til å endre kapasitansjusteringsområdene. Nedtrekkbare transformatorer fungerer godt under 10 MHz.

Konklusjon

Til de somhvis du er interessert i hvordan du kan vikle en ferrittring selv, bør du huske på at serieimpedansen introdusert av en høyfrekvent ferrittkjerne lett kan økes ved å gjøre flere omdreininger med en leder på den. Som elektroteknisk teori antyder, vil impedansen til et slikt system øke med kvadratet på antall omdreininger. Men dette er i teorien, men i praksis er bildet noe annerledes på grunn av ikke-lineariteten til ferromagnetiske materialer og tap i dem.

Et par svinger på kjernen øker impedansen ikke fire ganger som den burde være, men litt mindre. Som et resultat, for at flere omdreininger skal passe inn i et kabelfilter, bør en ring med åpenbart større størrelse velges. Hvis dette ikke er akseptabelt, og ledningen må ha samme lengde, er det bedre å bruke flere filtre.