Ferritring – vad är det? Hur man gör en ferritring med egna händer?

2024 Författare: Howard Calhoun | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-02 14:03

Var och en av oss har sett små cylindrar på nätsladdar eller på kablar för matchande elektroniska enheter. De kan hittas på de vanligaste datorsystemen, både på kontoret och hemma, i ändarna av ledningarna som ansluter systemenheten till tangentbordet, musen, bildskärmen, skrivaren, skannern etc. Detta element kallas " ferritring" (eller ferritfilter). I den här artikeln kommer vi att titta på syftet för vilket tillverkare av dator- och högfrekvensutrustning utrustar sina kabelprodukter med de nämnda elementen.

Huvudsyftet

Ferritringen kan minska effekten av radiofrekvens och elektromagnetisk störning på signalen som sänds över ledningen. Långa signal- och strömkablar för både dator och annan kraftutrustning har parasitegenskaper,det vill säga de fungerar som antenner. De utstrålar mycket effektivt olika ljud som skapas inuti enheten till den yttre miljön och skapar därigenom störningar på radiostationer när de tar emot en radiosignal och på annan elektronisk utrustning. Och vice versa, när du tar emot störningar från luften från radiosändande enheter, kan en dator eller annan elektronisk anordning inte fungera. Här, för att eliminera detta fenomen, använder de en ferritring som bärs på en strömkabel eller matchande kabel.

Fysiska egenskaper

Ferrit är en ferrimagnet som inte leder elektricitet, det vill säga i själva verket är den en magnetisk isolator. Virvelströmmar skapas inte i detta material, och därför ommagnetiseras det mycket snabbt - i takt med frekvensen av externa elektromagnetiska fält. Denna materiella egenskap är grunden för effektivt skydd av elektroniska enheter. Ferritringen som bärs på kabeln kan skapa en stor aktiv impedans för common mode-strömmar.

Detta material är bildat av den kemiska kombinationen av järnoxider med oxider av andra metaller. Den har unika magnetiska egenskaper och låg elektrisk ledningsförmåga. På grund av detta har ferriter praktiskt taget inga konkurrenter bland andra magnetiska material inom högfrekvensteknik. Ferritringar 2000nm ökar kabelns induktans avsevärt (flera hundra eller tusen gånger), vilket säkerställer undertryckandet av högfrekventa störningar. Detta element installeras på sladden under tillverkningen eller, skärs i två halvcirklar, sätts på tråden omedelbart efter tillverkningen. ferritFiltret är förpackat i en plastlåda. Om du skär upp den kan du se en metallbit inuti.

Behöver jag ett ferritfilter? Eller är detta ännu en bluff?

Datorer är mycket "bullriga" (elektromagnetiskt) enheter. Så moderkortet inuti systemenheten kan svänga med en frekvens på en kilohertz. Tangentbordet har ett mikrochip som också fungerar med hög frekvens. Allt detta leder till den så kallade radiobrusgenereringen nära systemet. I de flesta fall elimineras de genom att skärma kortet från elektromagnetiska fält med ett metallhölje. En annan bullerkälla är dock koppartrådarna som kopplar ihop olika enheter. Faktum är att de fungerar som långa antenner som tar upp signaler från kablar från annan radio- och tv-utrustning och påverkar funktionen hos "deras" enhet. Ferritfiltret eliminerar elektromagnetiskt brus och sändningssignaler. Dessa element omvandlar elektromagnetiska högfrekventa vibrationer till termisk energi. Det är därför de installeras i ändarna av de flesta kablar.

Hur man väljer rätt ferritfilter

För att installera en ferritring på kabeln med dina egna händer måste du förstå typerna av dessa produkter. Det beror trots allt på vilken typ av tråd och dess tjocklek vilket filter (från vilket material) du behöver använda. Till exempel skapar en ring installerad på en flerkärnig kabel (nätsladd, datakabel, video eller USB-gränssnitt) en så kallad common-mode transformator i detta avsnitt, som passeraranti-fassignaler som bär användbar information och reflekterar även common-mode-interferens. I detta fall bör inte absorberande ferrit användas för att undvika störningar av informationsöverföringen, men ett ferromaterial med högre frekvens. Men det är att föredra att välja ferritringar för antennkabeln från ett material som kommer att skingra högfrekventa störningar, snarare än att reflektera dem tillbaka in i ledningen. Som du kan se kan fel produkt försämra enhetens prestanda.

ferritkärnor

Tjocka ferritcylindrar är de mest effektiva när det gäller att hantera störningar. Man bör dock komma ihåg att filter som är för skrymmande är mycket obekväma att använda, och resultaten av deras arbete i praktiken kommer knappast att skilja sig mycket från lite mindre. Filter ska alltid ha rätt storlek: helst ska den inre diametern matcha tråden och bredden ska matcha bredden på kabelanslutningen.

Glöm inte heller att inte bara ferritfilter hjälper till att bekämpa buller. Till exempel, för bättre ledningsförmåga, rekommenderas att använda kablar med stort tvärsnitt. När du väljer längd på sladden bör du inte göra en stor längdmarginal mellan de anslutna enheterna. Dessutom kan den dåliga kvaliteten på anslutningen mellan kabeln och kontakten också fungera som en störningskälla.

Märkning av ferritringar

Den vanligaste typen av ferritringmarkeringsnotation är följande: K D×d×N, där:

- K är en förkortning för "ring";

- D - produktens ytterdiameter;

- d - ferritringens innerdiameter;

- H – filterhöjd.

Förutom produktens övergripande mått är typen av ferromagnetiskt material krypterad i märkningen. Ett exempel på en post kan se ut så här: M20VN-1 K 4x2, 5x1, 6. Den andra halvan motsvarar ringens övergripande dimensioner, och den initiala magnetiska permeabiliteten krypteras i den första (20 Μ_{) i). Utöver dessa parametrar, i referensbeskrivningen, anger varje tillverkare kritisk frekvens, parametrar för hysteresloop, resistivitet och Curie-temperatur för en viss produkt.}

Hur används annars ferritringar

Förutom den välkända tillämpningen som högfrekvent skärmning, används ferromagnetiska material för att tillverka transformatorer. De ses ofta i datorströmförsörjning. Det är välkänt att ferritringtransformatorn är mycket effektiv i balanserade blandare. Det är dock inte alla som vet att det finns en möjlighet att "töja" balanseringen. Denna modifiering av transformatorn kan utföra balanseringsoperationen mer exakt. Dessutom används transformatorer på ferritringar i stor utsträckning för att matcha utgångs- och ingångsresistanserna för kaskaderna av transistorenheter. I detta fall omvandlas aktiva och reaktiva motstånd. Tack vare det senare kan den här enheten användas för att ändra kapacitansavstämningsintervallen. Neddragbara transformatorer fungerar långt under 10 MHz.

Slutsats

Till de somom du är intresserad av hur man lindar en ferritring själv, bör man komma ihåg att serieimpedansen som introduceras av en högfrekvent ferritkärna lätt kan ökas genom att göra flera varv av en ledare på den. Som elektroteknikteorin antyder kommer impedansen för ett sådant system att öka med kvadraten på antalet varv. Men detta är i teorin, men i praktiken är bilden något annorlunda på grund av olinjäriteten hos ferromagnetiska material och förluster i dem.

Ett par varv på kärnan ökar impedansen inte fyra gånger som den borde vara, utan något mindre. Som ett resultat, för att flera varv ska passa i ett kabelfilter, bör en ring av uppenbart större storlek väljas. Om detta inte är acceptabelt och tråden måste vara lika lång är det bättre att använda flera filter.