Du har antagligen märkt mer än en gång att det finns obegripliga förtjockningar i form av en cylinder på ledningarna från en bärbar dator, bildskärm och annan elektronisk utrustning. Detta gjordes av en anledning eller för skönhet. Faktum är att plastcylindern är ett speciellt ferritfilter. Hos folket kallas det ofta som ett filter för att undertrycka högfrekvent störning eller, enklare, ett "brus" -filter. Varför och vad är det för?

Faktum är att alla enheter som är anslutna till elnätet, är en källa till elektromagnetiska vågor, som i sin tur är högfrekventa störningar som påverkar driften av andra enheter i närheten. Långa externa kraft- och gränssnittskablar fungerar som ett slags antenner som strålas ut ganska starkt in i den yttre miljön genom störningar som skapas av utrustningen under drift. Det kan ha stor inverkan på arbetet. trådlösa nätverk WiFi, radioutrustning och precisionsinstrument. För att förhindra detta måste kabeln skyddas. Men då kommer priset att hoppa betydligt! En ferritring och filter av detta material kom till undsättning.

Hur ett ferritfilter fungerar

Ferrit är ett speciellt material som består av en förening av järnoxid och ett antal andra metaller som inte leder ström och effektivt absorberar elektromagnetiska vågor. Ferritpärlan är en utmärkt magnetisk isolator och filtrerar därmed bort högfrekventa störningar och elektromagnetiskt brus. Det absorberar elektromagnetiska vågor när de lämnar elektronisk utrustning innan de förstärks i kabeln, som en antenn.

Ferritfiltret är en kärna gjord av detta material i form av en cylinder som läggs på kabeln antingen omedelbart i produktion eller senare. När du installerar den själv måste den vara placerad så nära störningskällan som möjligt. Endast detta förhindrar överföring av störningar genom andra strukturella element i apparaten, där det är mycket svårare att filtrera bort dem.

Även om enheten är konstruerad för störningar och komponentplacering, jordning eller filtrering på kortet kan den fortfarande generera höga störningar eller vara känslig för brus när den ansluts till andra enheter med gränssnittskablar. I synnerhet, eftersom kablar har en hög specifik yta på grund av sin långa längd, kan de avge eller ta emot elektromagnetiska vibrationer... För att undertrycka störningar är det tillrådligt att använda specialanordningar, till exempel ett ferritfilter med en snäppkabel (se figur 1).

Utseendet på filtret med en klämma på kabeln visas i figur 1.
Snap-on ferritpärlan består av en ferritkärna i två halvor, inrymd i ett flexibelt plasthölje för lång livslängd. Denna design gör att den kan fixeras på kabeln i ett drag utan att den skärs av. Eftersom ett sådant filter kan installeras efter montering av enheten blir dess applikation särskilt relevant i fall där störningar uppstår innan transport. Figur 1b visar ett filter som är monterat på en kabel inuti enheten.

Clip-on-kabelfiltret består av en ferritkärna i två halvor inrymda i ett flexibelt plasthölje med lång livslängd. Ett stort antal typer av produkter finns att beställa, tillverkade i enlighet med kabeldiametrar.

Vanligt läge Filtertyp

Justering av lindningsstorlek

Som ett komplement till nätverkskort strömförsörjning (AC), olika kringutrustning, såsom digitalkameror eller mobiltelefoner, är anslutna med olika gränssnittskablar till terminaler i form av bärbara datorer. Clip-on-filter är installerade på dessa gränssnittskablar och deras störningsdämpningsprestanda utvärderas.

Ansluta nätkabeln

Ljudutsläppsspektrum från mobiltelefon före och efter anslutning av det självspänningsfiltret ZCAT1518-0730 till strömkabeln visas i figur 2. I detta test hade kabeln en dubbel lindning runt filtret. Mätningsresultaten visas i figur 3. Innan installationen registrerades bruset i frekvensområdet 250 till 600 MHz, vilket knappt uppfyller VCCI-klass B. Efter att ha installerat ett ferritfilter med ett snäpp på kabeln reducerades bullret med cirka 5 ... 10 dB.

Mobiltelefonanslutning

Som visas i figur 4 var den handhållna terminalen ansluten till telefonen med en exklusiv kabeltyp och ZCAT1518-0730-filtret installerades på strömkabeln. Mätresultaten visas i figur 5. Innan filtret installerades registrerades bruset i ett brett frekvensområde från 100 till 600 MHz. Precis som vid tidigare tester, minskade ljudnivån till 5..10 dB efter dubbel lindning av den exklusiva kabeln runt filtret. Dessutom konstaterades att störningar vid 600 MHz och högre, som inte ändrades efter att filtret hade installerats, orsakades av andra källor än kabeln.

Snap-on ferritpärlor på kabel förbättrar ESD-motstånd

Att installera ett snäppfilter på kabeln minskar inte bara buller utan minskar också risken för fel orsakade av externa störningskällor, som t.ex. överspänningar eller statisk elektricitet. ESD-testet (elektrostatisk urladdning), baserat på den internationella standarden IEC61000-4, för immunitetstest genomfördes för att undersöka frekvensen eller förändringen i antalet fel före och efter att filtret installerades.

Elektrostatisk urladdning är ett fenomen som uppstår när elektrisk laddningackumuleras på kroppens yta på grund av att gnugga med kläder urladdas när den rör vid den elektroniska enhetens hölje. Immunitet är motståndet mot buller från externa källor.

Mätningsmetod

Som visas i figur 6 utfördes anslutningen av den bärbara terminalen och skrivaren i fält. Statisk elektricitet släpptes ut vid den bärbara terminalen (PC). Förhållandena under vilka felen uppstod registrerades. Den elektriska urladdningen applicerades 10 gånger med ett sekunds intervall med avseende på kabelanslutningen (där den ansluts till kabeln) på den handhållna terminalens sida. Urladdningen applicerades med kontakturladdningsmetoden i enlighet med den internationella standarden IEC61000-4-2. Impulssignalens oscillogram för testning som beskrivs i standarden IEC61000-4-2 visas i figur 7. Testspänningarna (urladdningsnivåer) var: 2 kV, 4 kV och 6 kV.

Testresultat

Testresultaten visas i tabell 1. När filtret inte var installerat ännu, vid en testspänning på 4 kV, observerades fel som att stoppa en del skrivardrift. Vid 6 kV slutade skrivaren att fungera helt. Vid användning av filtret ZCAT2035-0930A (enkellindning) uppstod inga problem till följd av operationer vid en testspänning på 4 kV, och vid 6 kV noterades flera driftsfel. Vid användning av ett dubbellindat filter hittades inga fel. ESD-signalernas vågformer före och efter filterinstallationen visas i figur 8. Dubbellindning implementerades. Elektrostatisk urladdning har minskat avsevärt tack vare filtret. Signaler observerades i läge nära filtret på kabeln mellan filtret och skrivaren.

Minskar ESD-brus på parallell 2-tråds datalinje

Effekten av att undertrycka brus under elektrostatisk urladdning med hjälp av ett ferritfilter med en snäppkabel utvärderades experimentellt när det installerades på en parallell tvåtrådsledning. Jämförelsen utfördes med användning av exemplet med filtret som diskuterats ovan.

Installation för mätningar

Mätinställningen visas i figur 9. Två parallella ledningar 1 m långa placerades på en höjd av 0,1 m från markplanet. En spänning på 6 kV genererad av en elektrostatisk generator applicerades på ingången på ledningen med användning av en elektrostatisk urladdningsgenerator. Kontakt gjordes mellan den elektrostatiska urladdningen och ledningen. Den statiska elpulsvågformen som genereras av den elektrostatiska generatorn motsvarade höghastighets toppspänning med en stigningstid på 0,7 till 1 ns. Filter ZCAT2035-0930A (ZCAT) och en kortmonterad common mode choke ZJYS51R5-2P (ZJYS) installerades i mitten av de parallella ledningarna. Vidare observerades en förändring i formen av den elektrostatiska urladdningssignalen vid utgången. Som visas i figur 10 användes två typer av kort där ZJYS-komponenterna installerades. Det första kortet var 1 mm tjockt; det fanns inget kopparfolielager på baksidan. Tjockleken på det andra kortet var 0,3 mm; hela baksidan var en jordningsplatta.

Högnivåimpulsdämpningseffekt

Brett utbud av tillverkade komponenter

Slutligen visas ett urvalsdiagram för TDK: s ZCAT-serie filterlinje i tabell 2. TDK tillhandahåller en mängd olika komponentserier som täcker ett brett spektrum av applikationer, från kabelapplikationer generell mening till platta kablar.

Ansökan	En typ	Kabeldiameter (mm)	Beställningskod	Bild
Kablar	Självklämningsmekanism	3...5	ZCAT1325-0530A (-BK)
		4...7	ZCAT1730-0730A (-BK)
		6...9	ZCAT2035-0930A (-BK)
		8...10	ZCAT2235-1030A (-BK)
		10...13	ZCAT2436-1330A (-BK)
	Kabeln är fäst vid kroppen med ett nylonrem	7 max	ZCAT1518-0730 (-BK)
		9 max	ZCAT2017-0930 (-BK)
		9 max	ZCAT2032-0930 (-BK)
		11 max	ZCAT2132-1130 (-BK)
		13 max	ZCAT3035-1330 (-BK)
Platta kablar	Platta kablar med 20 kärnor	12 max	ZCAT3618-2630D (-BK)
	Platta kablar med 26 kärnor	13 max	ZCAT4625-3430D (-BK)
	40-lediga platta kablar	17 max	ZCAT6819-5230D (-BK)

Interna och externa datorkablar kan fungera som miniatyrantenner eftersom de omvandlar spänning och strömbrus till elektromagnetisk strålning.

Ferritpärlor för platta och runda kablar ger effektiv dämpning av brusströmmar innan de avges som elektromagnetisk störning.

Oskärmade kablar avger störningar på grund av common-mode-brus, som är högfrekvent ström som strömmar i en riktning genom alla kabelns ledare, genom deras kopparledare.Dessa strömmar skapar ett magnetfält av en viss storlek och riktning.

Kabelferriter dämpar brusströmmar genom att "fånga" magnetfältet och sprida en del av dess energi i form av värme, vilket innebär att ferritelementet som bärs över kabelledarna skapar en stor aktiv impedans för vanliga lägesströmmar. Ferrit kan användas på interna likströms- eller växelströmskablar. och på ledare som bär analoga och digitala signaler.

Elektroniska tillverkare använder ferriter för att undertrycka elektromagnetisk strålning från externa kraft- och signalkablar från datorsystemenheter, bildskärmar, tangentbord, skrivare och andra kringutrustning.

Långa externa kraft- och signalkablar fungerar som antenner, vilket effektivt utstrålar störningar som genereras inuti instrumenthöljet till den externa miljön. Användningen av ferritprodukter gör det möjligt att minska kraven för skärmning av externa kablar och i många fall gör det möjligt att sänka deras kostnad.

EMI-avstötningskabelferriter ska väljas baserat på applikationen, och kabelferriten bör ge maximal serieimpedans för brussignalfrekvenserna.

När materialet och kärnans ungefärliga dimensioner har valts kan serieimpedansen som skapas och brusreduceringsprestanda optimeras genom att:

1. Öka längden på den del av ledaren som täcks av ferriten, 2. Öka tvärsnittet av ferritkärnan (speciellt för effektkretsar);

3. Välja en kärna med en innerdiameter närmast ledarens eller kabelns ytterdiameter;

faqhard.ru

Ferritfilter - vad är det för

16 juni 2016 21 juni 2016

Ett stort utbud av datorteknik har dykt upp i vår vardag, som arbetar med högfrekventa strömmar. När allt kommer omkring, ju högre frekvens desto högre.

Det enklaste sättet att hantera PEMIN är att öka induktansen.

Induktans är en indikator på förhållandet mellan storleken på strömmen som passerar genom kretsen och det magnetiska flödet som genereras av den. Om det kommer om raka ledningar betyder induktansen det värde som kännetecknar magnetfältets energi (här anses strömmen vara ett konstant värde).

Induktansen kan ökas med en speciell ferritring. Hur ferritfilter ser ut på kablar kan ses på bilden nedan.

Ferritpärlor är komponenter elektrisk krets, som används som passiva element för att filtrera högfrekvent störning genom att öka ledarens induktans och absorbera störningar som överskrider ett förutbestämt tröskelvärde.

Sådana egenskaper hos ferritfiltret ges av det material som det är tillverkat av - ferrit.

Ferrit är det generiska namnet på föreningar baserade på järnoxid och andra metalloxider. Ferrit kombinerar egenskaperna hos ferromagneter och halvledare (ibland dielektrikum) och används därför som kärnor av spolar, permanentmagneter, fungerar som absorberare av högfrekventa elektromagnetiska vågor etc.

Snap-on ferritpärlor - hur de fungerar

Driften av ett ferritfilter beror direkt på egenskaperna hos det material som det är tillverkat av. På grund av speciella tillsatser av oxider av olika metaller förändras egenskaperna hos ferrit.

I grund och botten finns det flera sätt att använda ferritringar:

På trådar med en kärna (enfas) kan den tvärtom absorbera strålning inom ett visst område och omvandla störningar till termisk energi. Således kan negativa frekvenser absorberas (avskäras) av ferritringen.
På ledningar med en kärna, där den fungerar som en typ av förstärkare, eftersom den returnerar en del av det högfrekventa magnetfältet tillbaka till kabeln, vilket leder till en ökning av signalen inom ett visst område.
På trådade ledningar fungerar ferrit som en vanlig transformator som överför obalanserade signaler i kabeln (strömpulser, till exempel i datakablar eller likströmskretsar) och undertrycker symmetriska signaler (som potentiellt endast kan orsakas i sådana kablar av elektromagnetisk störning).

Var man ska använda och hur man väljer ett ferritfilter

Om vi \u200b\u200bpratar om användningen, används ferritringar på kraftkablar för att minska störningar som kablarna själva kan skapa, och vid signal (överförande av data) släpper ferrit eventuella externa störningar och störningar.

Ferritkabelfilter kan vara inbyggda (kabeln säljs redan med en ferritring) eller separata (oftast är det modeller som snäpps runt kabeln), som inte kräver några ändringar av själva kabeln.

Tråden kan sättas in i ferritfiltrets mitt (en en-svängspole erhålls), eller så kan den bilda flera varv runt ringen (toroidlindning). Det sista sättet ökar filtrets effektivitet avsevärt.

För att välja en ferritring för de angivna kraven måste du känna till egenskaperna hos materialet som det är tillverkat av och produktens mått.

Till exempel visar tabellen nedan de viktigaste egenskaperna hos ferritfilter på marknaden.

Märkning	RF-35M	RF-50M	RF-70M	RF-90M	RF-110S	RF-110A	RF-130S	RF-130A
Impedans, Ohm (för en frekvens på 50 MHz)	165	125	95	145	180	180	190	190
Diagrammet över impedansberoende av frekvens, i figuren nr.	4	5	6	7	3	8	3	3
Håldiameter, mm	3.5	5	7	9	11	11	13	13
Storlek, mm	25x12	25x13	30x16	35x20	35x20	33x23	39x30	39x30
Vikt, g	6	6.5	12	22	44	40	50	50

Frekvens kontra impedansplott

Impedansen är total internt motstånd ett element i en elektrisk krets till en växelström (harmonisk) (signal). Det mäts, som vanligt motstånd, i ohm.

En annan viktig parameter för ferritfilter är deras magnetiska permeabilitet.

Permeabilitet är en koefficient som karakteriserar förhållandet mellan magnetisk induktion och styrkan hos magnetfältet i ett ämne.

Baserat på ovanstående, för att ange ferritfilters huvudsakliga egenskaper, använder tillverkarna följande märkning:

3000HH D * d * h, där:

3000 är en indikator på den initiala magnetiska permeabiliteten hos ferrit,
HH är ferritklass (oftast är det HH - ferrit för allmänna ändamål, eller HM - för svaga magnetfält),
D - största (yttre) diameter,
d - mindre (innerdiameter),
h är toroidhöjden.

Här är typiska exempel på användning av ferrit:

Varumärke 100NN kan användas för kablar med frekvenser upp till 30 MHz,
400NN - med frekvenser som inte överstiger 3,5 MHz,
600NN - med frekvenser upp till 1,5 MHz
1000NN - upp till 400 kHz.

Det vill säga till exempel att antennferritfiltret måste vara HH-klassat.

Och här är ett ferritfilter för USB-kabel det är bäst att välja med varumärket HM (för kablar med svagt magnetfält).

Förhållandet mellan varumärken och frekvenser är som följer:

1000NM - används med kablar som arbetar med en frekvens på högst 1 MHz,
1500NM - högst 600 kHz,
2000NM och 3000NM - inte mer än 450 kHz.

Hur man rullar ferritpärlor

I de flesta fall räcker det att välja rätt ferritfilter och fästa det på kabeln närmare anslutningen till enheten.

Lindningsschemat vänder sig om en ferritring

Men i vissa fall, för att öka impedansen, kan du göra kabeln flera varv runt ferritringen och sedan kommer impedansen att öka i multiplar av kvadraten av antalet varv. Det vill säga fyra gånger från två varv och 9 gånger från 3 varv.

I praktiken är naturligtvis förstoringen något mindre än den teoretiska.

För att ferritringen ska kunna klämma på plats efter lindning är det nödvändigt att i förväg bestämma antalet trådvarv och beräkna filterets innerdiameter så att det stängs utan att kabeln kläms.

filteru.ru

Vad är ferritfilter eller kabelring till?

Faktum är att alla enheter som är anslutna till det elektriska nätverket är en källa till elektromagnetiska vågor, vilket i sin tur är högfrekventa störningar som påverkar driften av andra enheter i närheten. Långa externa kraft- och gränssnittskablar fungerar som ett slags antenner som strålas ut ganska starkt in i den yttre miljön genom störningar som skapas av utrustningen under drift. Detta kan i hög grad påverka prestanda för WiFi-nätverk, radioapparater och precisionsinstrument. För att förhindra detta måste kabeln skyddas. Men då kommer priset att hoppa betydligt! En ferritring och filter av detta material kom till undsättning.

Hur ett ferritfilter fungerar

set-os.ru

Vad är ferritpärlor för?

Många av er har naturligtvis sett små cylindrar i trådarnas ändar. Dessa är ferritfilter. Vet du vilken roll de spelar? Låt oss försöka förstå denna fråga tillsammans.

Varför är ferritpärlor installerade?

Mycket ofta på forumet stöter jag på påståendet att ferritringar bara tjänar till att hålla kabeln från störningar! Är detta uttalande sant? Detta är delvis sant. Men det gäller bara strömkablarna. Varför installeras då ferritfilter på HDMI? Tråden utstrålar trots allt inte störningar!

Det är enkelt! Ferrit, på grund av dess unika egenskaper, kan fånga magnetfältet och sprida det i form av värme, med andra ord kan det dämpa störningar i kabeln. Och detta spelar en stor roll i kvaliteten på den digitala signalen.

Varför då på många HDMI-kablar inga ferritpärlor? Eftersom ferritpärlor inte är det enda sättet att skydda en tråd från störningar. Att skydda tråden är inte mindre effektivt.

Kommer signalkvaliteten att förbättras om du installerar ferritringar på ledningen? Svaret är att öka !!! Men det betyder inte alls att du kommer att märka det.

Vanligt datorsystemsom du kan hitta hemma eller på kontoret, i ändarna på anslutningarna systemenhet med mus, tangentbord, bildskärm etc. det finns små cylindrar. De kan också ses på kablar från en bärbar dator eller skrivare till en strömförsörjning. Detta element kallas ett ferritfilter (eller ferritring, ferritcylinder). Syftet är att minska effekten av elektromagnetisk störning och radiofrekvensstörning på signalen som överförs via kabeln.

Ett ferritfilter är bara en fast bit ferrit: en kemisk förening av järnoxid med oxider av andra metaller som har unika magnetiska egenskaper och låg elektrisk ledningsförmåga, vilket gör ferrit oöverträffad bland andra magnetiska material inom högfrekvent teknik. Användningen av en ferritring ökar signifikant (med flera hundra eller till och med tusen gånger) ledningens induktans, vilket ger dämpning av högfrekvent störning. Ferritringen installeras på kabeln under dess produktion eller, skärs i två delar, kan sättas på kabeln efter produktion. Ferrit är förpackat i ett plasthölje - om du skär upp det ser du en metallbit inuti.

Datorer är mycket bullriga enheter. Moderkort i ett datorfall oscillerar med en frekvens på cirka en kilohertz. En separat processor är installerad i tangentbordet, som också svänger vid höga frekvenser. Allt detta leder till generering av radiobrus runt systemet. I de flesta fall kan detta ljud elimineras genom att använda ett metallhus för att skydda de elektromagnetiska fälten.

En annan ljudkälla är ledningarna som ansluter enheterna. De fungerar som bra, långa antenner, plockar upp signaler från andra kablar, radio- och TV-sändare och påverkar driften av radio- och TV-enheter. Ferrit eliminerar sändningssignaler. Ferritcylindrar omvandlar högfrekventa elektromagnetiska vågor till värme. Därför installeras de i ändarna på de flesta ledningar.

Beroende på typ av kabel och dess tjocklek, ringar av olika typer ferrit. Till exempel skapar ett filter installerat på en flerkärnig kabel (som en datakabel, en strömkabel eller ett gränssnitt: USB, video etc.) en gemensam transformator i detta område som passerar antifas-signaler (bärare användbar information), återspeglar (sänder inte) vanligt lägebrus. I detta fall bör absorberande ferrit inte användas för att undvika störningar av dataöverföring, och högfrekventa ferromagnetiska material är önskvärda. Om kabeln är enledare är det föredraget att leta efter ett filter tillverkat av material som sprider högfrekventa signaler snarare än att reflektera dem tillbaka i kabeln.

Tjockare ferritcylindrar hjälper till att bekämpa störningar mer effektivt. Men vi måste vara uppmärksamma på att för stora filter inte är praktiska att använda och resultatet av deras arbete kommer inte längre att skilja sig i praktiken från något mindre filter. Därför bör filter av optimala storlekar användas: ringhålets bredd bör helst sammanfalla med trådens tjocklek, och bredden på själva ringen bör vara ungefär lika med bredden på kabelns kontakter.

Tänk på att ferritpärlor inte är de enda som hjälper till att bekämpa buller. Använd tjockare kablar för bättre ledningsförmåga! Välj kabelns längd baserat på avståndet mellan de anslutna enheterna, köp inte en längre kabel. HANDLA OM maximal längd olika kablar, där de överför information utan förlust, sa vi