Наша рыбалка Наша рыбалка
Каждый из нас видел маленькие цилиндры в шнурах питания или согласования электронных устройств. Их можно найти в большинстве обычных компьютерных систем как в офисах, так и дома на конце проводов, которые соединяют системный блок с клавиатурой, мышью, монитором, принтером, сканером и т.д. Этот элемент называется «ферритовое кольцо» (или ферритовый фильтр). Эта статья поможет вам понять, как производители компьютерного и высокочастотного оборудования оснащают свои кабельные изделия упомянутым элементом. Перед тем как купить ферритовые кольца следует ознакомиться с характеристиками этого продукта.
Содержание статьи:
Основное назначение
Ферритовые кольца способны уменьшить влияние радиочастотных и электромагнитных помех на сигналы, передаваемые по проводам. Длинные сигнальные и силовые кабели как компьютеров, так и другого питаемого оборудования обладают паразитными свойствами. Это означает, что они действуют как антенны. Они очень эффективно излучают во внешнюю среду различные шумы, которые создаются внутри устройства, тем самым создавая помехи радиостанциям при выборке радиосигналов и другому электронному оборудованию. И наоборот, помехи в эфире от радиопередающих устройств могут вывести из строя компьютеры или другие электронные приборы. Для устранения этого явления здесь используют ферритовые кольца, надеваемые на питающие или координационные кабели.
Физические свойства
Ферритовое кольцо — это ферримагнетик, который не пропускает ток. Другими словами, он фактически является магнитным изолятором. При использовании этого материала вихревые токи не создаются и поэтому очень быстро восстанавливаются на тактовой частоте внешнего электромагнитного поля. Это свойство материала является основой для эффективной защиты электронного оборудования. Ферритовое кольцо, надетое на кабель, может создавать большое активное сопротивление для симфазных токов.
Этот материал образуется из соединения оксида железа с оксидами других металлов. Он обладает уникальными магнитными свойствами и низкой электропроводностью. Благодаря этому у феррита практически нет конкурентов среди магнитных материалов в высокочастотной технике: ферритовое кольцо диаметром 2000 нм значительно увеличивает индуктивность кабеля (в сотни и тысячи раз) и обеспечивает подавление высокочастотных помех. Этот элемент либо прикрепляется к шнуру во время производства, либо разрезается на два полукруга и помещается на провод сразу после производства. Ферритовый фильтр упакован в пластиковый корпус. Если он был разрезан, то внутри можно увидеть металлические фрагменты.
А нужен ли ферритовый фильтр? Или это очередной обман?
Компьютеры являются очень «шумными» (электромагнитными) устройствами. Поэтому материнская плата в системном блоке может вибрировать с частотой одного убийцы. Клавиатура имеет микрочип, который также работает на высоких частотах. Все это приводит к возникновению радиопомех, генерируемых S O-CAL вблизи системы. В большинстве случаев они устраняются путем защиты платы от электромагнитных полей металлическим корпусом. Однако еще одним источником шума являются медные провода, соединяющие различные устройства. Фактически, они улавливают сигналы от кабелей другого радио- и телеоборудования и действуют как длинные антенны, влияющие на работу «своих» устройств. Ферритовые фильтры устраняют электромагнитный шум и широковещательные сигналы. Эти элементы преобразуют электромагнитные высокочастотные колебания в тепловую энергию. По этой причине их устанавливают на конце большинства кабелей.
Как правильно выбрать ферритовый фильтр
Чтобы установить ферритовые кольца на кабели своими руками, необходимо разобраться в различных типах этих изделий. На самом деле, от типа провода и его толщины зависит то, какой фильтр (из какого материала) необходимо использовать. Например, кольцо, закрепленное на многожильном кабеле (кабель питания, передачи данных, видео или USB-интерфейс), создает на этом участке так называемый симфонический трансформатор, который пропускает через себя сигнал, несущий полезную информацию и отражающий симфонические помехи. В этом случае во избежание нарушений передачи информации следует использовать не поглощающий феррит, а более высокочастотные ферроматериалы. Однако ферритовое кольцо антенного кабеля рекомендуется выбирать из материала, который рассеивает высокочастотные помехи, а не отражает их обратно в провод. Как видите, выбранный продукт может ухудшить работу устройства.
Ферритовые цилиндры
Наиболее эффективно с помехами справляются толстые ферритовые цилиндры. Однако следует иметь в виду, что слишком громоздкие фильтры очень неудобны в использовании, а результат их работы мало отличается от того, что они немного меньше по размеру. Всегда следует использовать фильтры оптимальных размеров. Внутренний диаметр должен идеально соответствовать проводу, а его ширина должна соответствовать ширине кабельного разъема.
Помните, что не только ферритовые фильтры могут помочь в борьбе с шумом. Например, для лучшей проводимости рекомендуется использовать кабели с большим сечением. При выборе длины шнура не допускайте большого расстояния между подключенными устройствами. Еще одним источником помех могут быть некачественные соединения проводов и разъемов.
Маркировка ферритовых колец
Наиболее распространенный вид маркировки ферритовых колец имеет следующий вид: KD x D x N, где.
- K — сокращение от слова «кольцо»;
- Д — внешний диаметр изделия;
- д — внутренний диаметр ферритового кольца;
- Н — высота фильтра.
Помимо габаритных размеров изделия, в маркировке зашифрован тип ферромагнитного материала. Примерами записи являются следующие типы: М20ВН-1 — 4×2. 5×1. 6. Вторая половина соответствует габаритным размерам кольца, а первая магнитная проницаемость — первой магнитной проницаемости (20 μi). Помимо этих параметров, в справочных описаниях каждый производитель указывает критическую частоту, параметры петли гистерезиса, удельное сопротивление и температуру Кюри конкретного изделия.
Как еще используют ферритовые кольца
Помимо хорошо известного применения в качестве высокочастотной защиты, ферромагнитные материалы используются в производстве трансформаторов. Их часто можно встретить в блоках питания в компьютерной технике. Хорошо известно, что ферритовые кольцевые трансформаторы очень эффективны в балансных смесителях. Однако не все знают о возможности «растянутой» балансировки. Эта модификация трансформатора позволяет выполнить операцию балансировки более точно. Кроме того, ферритовые кольцевые трансформаторы широко используются для регулировки выходного и входного сопротивления каскада транзисторных устройств. В этом случае происходит преобразование активного и реактивного сопротивлений. Благодаря последнему, данное устройство может быть использовано для изменения ряда емкостей. Растягивающие» трансформаторы хорошо работают на частотах ниже 10 МГц.
Заключение
Тем, кто интересуется, как намотать ферритовые кольца самостоятельно, следует учесть, что последовательное сопротивление, вносимое высокочастотным ферритовым сердечником, можно легко увеличить, если сделать несколько витков проводника. Как следует из теории электротехники, импеданс подобных систем увеличивается пропорционально квадрату числа витков. Однако, хотя это в теории, на практике картина несколько иная из-за нелинейности ферромагнитных материалов и потерь в них.
Пара витков на сердечнике будет иметь несколько меньший, но не в четыре раза импеданс. В результате вам, очевидно, придется выбрать кольцо большего размера, если вы хотите, чтобы несколько витков поместились в кабельный фильтр. Если это неприемлемо, лучше использовать несколько фильтров, в которых провода остаются одинаковой длины.
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
