Ferritring - hvad er det? Hvordan laver man en ferritring med egne hænder?

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-02 13:52

Vi har hver især set små cylindre på netledninger eller på kabler til matchende elektroniske enheder. De kan findes på de mest almindelige computersystemer, både på kontoret og derhjemme, i enderne af ledningerne, der forbinder systemetheden til tastatur, mus, skærm, printer, scanner osv. Dette element kaldes " ferritring" (eller ferritfilter). I denne artikel vil vi se på, til hvilket formål producenter af computer- og højfrekvent udstyr udstyrer deres kabelprodukter med de nævnte elementer.

Hovedformål

Ferritringen kan reducere effekten af radiofrekvens og elektromagnetisk interferens på signalet, der transmitteres over ledningen. Lange signal- og strømkabler til både computer og andet strømudstyr har parasitære egenskaber,det vil sige, at de fungerer som antenner. De udsender meget effektivt forskellige støj, der skabes inde i enheden, til det ydre miljø og skaber derved interferens på radiostationer, når de modtager et radiosignal og på andet elektronisk udstyr. Og omvendt, når der modtages interferens fra luften fra radiotransmitterende enheder, kan en computer eller anden elektronisk enhed ikke fungere. Her, for at eliminere dette fænomen, bruger de en ferritring båret på et strømkabel eller matchende kabel.

Fysiske egenskaber

Ferrit er en ferrimagnet, der ikke leder elektricitet, det vil sige, at det faktisk er en magnetisk isolator. Hvirvelstrømme skabes ikke i dette materiale, og derfor remagnetiserer det meget hurtigt - i takt med frekvensen af eksterne elektromagnetiske felter. Denne materielle egenskab er grundlaget for effektiv beskyttelse af elektroniske enheder. Ferritringen, der bæres på kablet, er i stand til at skabe en stor aktiv impedans for almindelige strømme.

Dette materiale er dannet af den kemiske kombination af jernoxider med oxider af andre metaller. Det har unikke magnetiske egenskaber og lav elektrisk ledningsevne. På grund af dette har ferriter praktisk t alt ingen konkurrenter blandt andre magnetiske materialer inden for højfrekvensteknologi. Ferritringe 2000nm øger kablets induktans markant (flere hundrede eller tusinde gange), hvilket sikrer undertrykkelse af højfrekvent interferens. Dette element er installeret på ledningen under produktionen eller, skåret i to halvcirkler, sat på ledningen umiddelbart efter fremstillingen. ferritFilteret er pakket i en plastikkasse. Hvis du skærer den op, kan du se et stykke metal indeni.

Har jeg brug for et ferritfilter? Eller er dette endnu et fupnummer?

Computere er meget "støjende" (elektromagnetisk) enheder. Så bundkortet inde i systemet er i stand til at oscillere med en frekvens på en kilohertz. Tastaturet har en mikrochip, som også fungerer ved en høj frekvens. Alt dette fører til den såkaldte radiostøjgenerering nær systemet. I de fleste tilfælde elimineres de ved at afskærme brættet mod elektromagnetiske felter med en metalkasse. Men en anden kilde til støj er kobbertrådene, der forbinder forskellige enheder. Faktisk fungerer de som lange antenner, der opfanger signaler fra kabler fra andet radio- og tv-udstyr og påvirker funktionen af "deres" enhed. Ferritfilteret eliminerer elektromagnetisk støj og udsendelsessignaler. Disse elementer konverterer elektromagnetiske højfrekvente vibrationer til termisk energi. Det er derfor, de er installeret i enderne af de fleste kabler.

Sådan vælger du det rigtige ferritfilter

For at installere en ferritring på kablet med dine egne hænder, skal du forstå typerne af disse produkter. Det afhænger jo af typen af tråd og dens tykkelse, hvilket filter (fra hvilket materiale) du skal bruge. For eksempel skaber en ring installeret på et flerlederkabel (strømledning, datakabel, video eller USB-interface) en såkaldt common-mode transformer i dette afsnit, der passereranti-fase signaler, der bærer nyttig information, og afspejler også common-mode interferens. I dette tilfælde bør ikke-absorberende ferrit anvendes for at undgå afbrydelse af informationstransmission, men et ferromateriale med højere frekvens. Men det er at foretrække at vælge ferritringe til antennekablet fra et materiale, der vil sprede højfrekvent interferens, i stedet for at reflektere dem tilbage i ledningen. Som du kan se, kan det forkerte produkt forringe din enheds ydeevne.

Ferritkerner

Tykke ferritcylindre er de mest effektive til at håndtere interferens. Man skal dog huske på, at filtre, der er for omfangsrige, er meget ubelejlige at bruge, og resultaterne af deres arbejde i praksis vil næppe afvige meget fra lidt mindre. Filtre skal altid have den rigtige størrelse: Ideelt set skal den indvendige diameter passe til ledningen, og bredden skal svare til bredden af kabelstikket.

Glem heller ikke, at ikke kun ferritfiltre hjælper med at bekæmpe støj. For eksempel, for bedre ledningsevne, anbefales det at bruge kabler med et stort tværsnit. Når du vælger ledningens længde, bør du ikke lave en stor længdemargin mellem de tilsluttede enheder. Derudover kan den dårlige kvalitet af forbindelsen mellem ledningen og stikket også tjene som en kilde til interferens.

Mærkning af ferritringe

Den mest almindelige type ferritringmarkeringsnotation er som følger: K D×d×N, hvor:

- K er en forkortelse for "ring";

- D - produktets ydre diameter;

- d - ferritringens indre diameter;

- H – filterhøjde.

Ud over produktets overordnede dimensioner er typen af ferromagnetisk materiale krypteret i mærkningen. Et eksempel på en post kan se sådan ud: M20VN-1 K 4x2, 5x1, 6. Den anden halvdel svarer til ringens overordnede dimensioner, og den indledende magnetiske permeabilitet er krypteret i den første (20 Μ_{) i). Ud over disse parametre angiver hver producent i referencebeskrivelsen den kritiske frekvens, hysterese loop-parametre, resistivitet og Curie-temperatur for et bestemt produkt.}

Hvordan bruges ferritringe ellers

Udover den velkendte anvendelse som højfrekvent afskærmning, bruges ferromagnetiske materialer til fremstilling af transformere. De ses ofte i computerstrømforsyninger. Det er velkendt, at ferritringtransformatoren er meget effektiv i balancerede blandere. Det er dog ikke alle, der ved, at der er mulighed for at "strække" balancering. Denne modifikation af transformeren er i stand til at udføre balanceringsoperationen mere nøjagtigt. Derudover er transformatorer på ferritringe i vid udstrækning brugt til at matche output- og inputmodstandene for kaskaderne af transistorenheder. I dette tilfælde transformeres aktive og reaktive modstande. Takket være sidstnævnte kan denne enhed bruges til at ændre kapacitansindstillingsområderne. Pull-down transformere fungerer et godt stykke under 10 MHz.

Konklusion

Til dem, derhvis du er interesseret i, hvordan du selv opvikler en ferritring, skal du huske på, at serieimpedansen introduceret af en højfrekvent ferritkerne nemt kan øges ved at lave flere drejninger af en leder på den. Som elektroteknisk teori antyder, vil impedansen af et sådant system stige med kvadratet på antallet af omdrejninger. Men dette er i teorien, men i praksis er billedet noget anderledes på grund af ferromagnetiske materialers ikke-linearitet og tab i dem.

Et par drejninger på kernen øger impedansen ikke fire gange, som den burde være, men lidt mindre. Som følge heraf skal der vælges en ring med en åbenbart større størrelse for at få flere omgange til at passe i et kabelfilter. Hvis dette ikke er acceptabelt, og ledningen skal forblive den samme længde, er det bedre at bruge flere filtre.