مرشح الفريت. مرشح الفريت: ما هي الأسطوانات الموجودة على أطراف كابلات الكمبيوتر؟ مرشحات كابل الفريت الإضافية - مبدأ التشغيل
الشاشات والطابعات وكاميرات الفيديو وأجهزة الكمبيوتر الأخرى، وأسطوانة من الفريت في غلاف بلاستيكي.
لما هذا؟
أسطوانة الفريت عبارة عن درع يحمي من التداخل والتداخل الكهرومغناطيسي: فهو يمنع تشويه الإشارة المرسلة عبر المجال الكهرومغناطيسي الخارجي، كما يمنع الإشعاع حقل كهرومغناطيسي(التداخل) من الكابل إلى البيئة الخارجية.
على ماذا يعتمد مبدأ الحماية؟
يمكن لأجهزة الكمبيوتر الداخلية والخارجية أن تعمل كهوائيات مصغرة حيث تقوم بتحويل ما يسمى بالجهد والضوضاء الحالية إلى إشعاع كهرومغناطيسي. تنبعث الضوضاء غير المحمية بسبب الضوضاء الشائعة التي تتدفق عبر موصلاتها النحاسية، أي تيار عالي التردد يتدفق في نفس الاتجاه عبر جميع الموصلات. يخلق هذا التيار مجالًا مغناطيسيًا له حجم واتجاه معين.
الفريت عبارة عن مغناطيس حديدي لا يوصل تيارًا كهربائيًا (أي أن الفريت في الواقع عازل مغناطيسي).لا يتم إنشاء تيارات إيدي في الفريت، وبالتالي يتم إعادة مغنطتها بسرعة كبيرة - في الوقت المناسب مع تردد المجال الكهرومغناطيسي الخارجي (تعتمد فعالية خصائصها الوقائية على هذا).
يمكن أيضًا العثور على حلقات الفريت بدون قشرة داخل الكتلة.
كيفية زيادة فعالية خفض الضوضاء للفريت
1. زيادة طول الجزء الذي يغطيه قلب الفريت.
2. زيادة المقطع العرضي لنواة الفريت.
3. يجب أن يكون القطر الداخلي للفريت أقرب ما يمكن (مساويًا بشكل مثالي) للقطر الخارجي.
4. إذا سمح بذلك ميزات التصميمأزواج الكابلات والفريت، يمكنك إجراء عدة لفات (عادةً واحدة أو اثنتين) حول قلب الفريت.
لتلخيص ما سبق، يمكننا القول أن أفضل نواة من الفريت هي الأطول والأكثر سمكًا التي يمكن وضعها على نواة معينة. في هذه الحالة، يجب أن يتطابق القطر الداخلي للفريت، إن أمكن، مع القطر الخارجي.
كيفية استخدام الفريت
في بعض الأحيان، يمكنك العثور على حديديات قابلة للفصل للبيع في غلاف بلاستيكي (أنبوب يتقلص بالحرارة) مزود بمزالجين. كيفية استخدامها؟
يتم وضع أسطوانة الفريت المفتوحة على الكابل، الذي يجب حمايته من التداخل والتداخل الكهرومغناطيسي، على بعد حوالي 3 سم من الطرف. يتم عمل حلقة حول غلاف الأسطوانة. بعد ذلك، تستقر القشرة في مكانها. من أجل الموثوقية، يمكنك تجهيز الطرف الآخر بأسطوانة الفريت.
وداعاً للتداخل، مرحباً بالإشارة غير المشوهة!..
تم تصميم مرشحات شرائح الفريت لقمع التداخل الكهرومغناطيسي في المكونات المختلفة للمعدات الإلكترونية التي تستخدم مكونات عالية الكثافة، وترددات تشغيل عالية، حيث يلزم مستوى عالٍ من مناعة الضوضاء وتقليل مستويات EMI. الشركة التايوانية تستخدم أكثر من غيرها التقنيات الحديثة، تنتج مجموعة واسعة من مرشحات شرائح الفريت متعددة الطبقات مع نسبة جودة ممتازة للسعر.
مرشح الفريت هو مكون كهربائي سلبي يستخدم لقمع الضوضاء عالية التردد في الدوائر الكهربائية. تم تصميم حبات مرشح الفريت على شكل أسطوانة أو حلقة أو حلقة مجوفة من الفريت، يمر داخلها موصل تيار. لزيادة محاثة مرشح الفريت، يمكن استخدام ملف حلقي متعدد المنعطفات. يتم استخدام مرشحات الفريت على أسلاك الإشارة لتقليل التداخل الخارجي، وعلى أسلاك الطاقة لتقليل تداخل التردد اللاسلكي الخاص بها.
مرشحات رقاقة الفريت متعددة الطبقات
بالنسبة للتركيب على السطح، يتم تصميم مرشحات الفريت من خلال استخدام تكنولوجيا هيكل الفيلم متعدد الطبقات. لزيادة كفاءة المرشحات بكميات صغيرة، مطلوب محاثة عالية الكثافة. لهذا الغرض، يتم استخدام ملف متكامل مصنوع على هيكل فيلم متعدد الطبقات.
في كل طبقة من الركيزة الرفيعة، يتم تشكيل هيكل فيلم من لف نصف دورة. يتم تنفيذ دورة واحدة من اللف على طبقتين. من خلال تلبيد عشرات أو مئات الطبقات، يتم توصيل أقسام الموصلات، مما يؤدي إلى تكوين ملف ثلاثي الأبعاد مع قضيب الفريت في الداخل. يمكن وضع الطبقات في المستوى الأفقي (التصميم القياسي) وفي المستوى الرأسي (مرشحات نطاق الموجات الميكروية فوق 1 جيجا هرتز). يوضح الشكل 1 طبولوجيا الطبقة في بنية مرشح رقاقة الفريت.
يستخدم الهيكل أفلام الفريت المنغنيز والزنك والنيكل والزنك. إن استخدام مواد وأحجام وطبقات مختلفة من الفريت يوفر لمرشحات الرقائق معلمات مختلفة.
يوضح الشكل 2 بنية مرشح الرقاقة مع طوبولوجيا أفقية لطبقات ملف متكاملة.
إن استخدام هيكل ملف إضافي بدلاً من قضيب الفريت التقليدي المتجانس يسمح بمقاومة أعلى في حزمة أصغر. في الواقع، تم تصميم جزء معين من مرشحات شرائح الفريت تمامًا مثل قضيب الفريت ذي القطبين الكهربائيين.
يتم تصنيع مرشحات شرائح الفريت لتصفية التداخل الكهرومغناطيسي باستخدام تقنية متعددة الطبقات باستخدام مواد مغناطيسية من النيكل والزنك. ويبين الشكل 3 هيكل وعملية تشكيل مرشحات شرائح الفريت متعددة الطبقات. يتكون هيكل الملف من عدة طبقات من مادة الفريت.
إن تقنية إنتاج مرشحات EMI من الفريت متعددة الطبقات هي نفسها تمامًا المستخدمة في إنتاج محاثات الرقائق متعددة الطبقات. فقط فيها يتم استخدام أنواع مختلفة من المواد لتشكيل طبقات الفريت. بالنسبة لمرشحات رقائق الفريت، يتم استخدام مادة ذات امتصاص عالي، وبالنسبة لمحثات الرقائق، على العكس من ذلك، مع امتصاص أقل عند الترددات العالية.
تتشابه مرشحات شرائح الفريت في المظهر مع المكثفات الخزفية. ويبين الشكل 4 مظهرمرشح رقاقة الفريت تشيليزين.
المعلمات الرئيسية لمرشحات رقاقة الفريت Chilisin
المعلمات الرئيسية التي يتم من خلالها اختيار مرشحات الرقاقة هي: نطاق تردد التشغيل، المعاوقة عند تردد اختبار 100 ميجاهرتز (بالأوم)، مقاومة التيار المستمر (بالأوم)، الحد الأقصى للتيار المسموح به، انحراف المعاوقة المسموح بها عن عامل الشكل الاسمي ( السكن الأبعاد)، وكذلك نطاق درجة حرارة التشغيل.
عادة ما يتم إعطاء المعاوقة الاسمية بتردد 100 ميجاهرتز. بالنسبة لنطاق الميكروويف، يتم إعطاء قيم المعاوقة النموذجية بتردد 1000 ميجاهرتز.
يتم إعطاء الانحراف المسموح به عن القيمة الاسمية بالوحدات النسبية. يتم تضمين الأبعاد وتصنيف المعاوقة وانتشار المعاوقة في اسم المكون. لتحديد المرشح المطلوب، من المهم معرفة المعلمات الأخرى غير المذكورة في الاسم. يتم تقديمها في الوثائق الفنية للمكون. هذا:
- مقاومة محاثة التيار المستمر (بالأوم) ؛
- الحد الأقصى لتيار التشغيل الذي لا تتشبع فيه مادة مغو الفريت (بالمللي أمبير) ؛
- نوع استجابة تردد المعاوقة.
يوضح الجدول 1 الأحجام المحتملة لمرشحات شرائح الفريت Chilisin.
الجدول 1. الأحجام القياسية لمرشحات رقاقة الفريت Chilisin
| شفرة | الحجم (الطول × العرض × الارتفاع)، مم | رمز تقييم الأثر البيئي |
| 060303 | 0.6×0.3×0.3 | 0201 |
| 100505 | 1.0×0.5×0.5 | 0402 |
| 160808 | 1.6×0.8×0.8 | 0603 |
| 201209 | 2.0×1.2×0.9 | 0805 |
| 201212 | 2.0×1.2×1.25 | 0805 |
| 321611 | 3.2×1.6×1.1 | 1206 |
| 321616 | 3.2×1.6×1.6 | 1206 |
| 322513 | 3.2×2.5×1.3 | 1210 |
| 451616 | 4.5×1.6×1.6 | 1806 |
| 453215 | 4.5×3.2×1.5 | 1812 |
التصنيف الحالي
هذا هو الحد الأقصى لتيار التيار المستمر الذي يمكن أن يتدفق عبر شريحة الفلتر. بالنسبة للفريت، يتم تعريفه على أنه تيار لا يتجاوز فيه تسخين المكون 20 درجة مئوية. ومع تدفق تيارات أعلى عبر المكون، يصبح الفريت مشبعًا، ونتيجة لذلك، تنخفض المعاوقة بنسبة تصل إلى 25%.
مقاومة العاصمة
تعتمد قيمة مقاومة التيار المستمر لمرشح الرقاقة على طول الرقاقة وعدد طبقات الفريت والسمك والتكوين. يتم قياس المقاومة في درجة حرارة الغرفة. تتميز مرشحات الشريحة بمقاومة للتيار المستمر تتراوح من عدة مللي أوم إلى عدة أوم، اعتمادًا على النوع.
خصائص تردد المعاوقة لمرشحات رقاقة الفريت
الدائرة المكافئة لمرشح رقاقة الفريت هي محاثة ومقاومة متصلة على التوالي.
يعتمد مقدار المقاومة بشدة على تردد إشارة المرور. مرشحات الفريت EMI عبارة عن محاثات ذات خسائر انعكاس مغنطة عالية. هذه الميزة هي الفرق الرئيسي بين مرشحات الرقائق ومحثات الرقائق.
تصنع مرشحات الرقاقة من حديديات خاصة ذات خسائر انعكاس مغنطة عالية. يتم إطلاق هذه الطاقة في شكل حرارة. يتم توليد الحرارة من خلال المقاومة النشطة، وليس من خلال الحث! يتم تحديد مقاومة مرشح الرقاقة بواسطة مكونين: نشط ومتفاعل. صيغة لتحديد المعاوقة:
حيث R هو المكون النشط وX هو المكون التفاعلي. كلا المكونين يعتمدان على التردد. توفر وثائق محاثة الرقاقة لكل سلسلة خصائص تردد المعاوقة ومكوناتها. يوضح الشكل 5 استجابة تردد المعاوقة النموذجية لمرشح رقاقة الفريت. X هو الجزء التفاعلي من المعاوقة، R هو الجزء النشط، Z هي المعاوقة الإجمالية.
كما يتبين من الشكل، بعد 30 ميجاهرتز، تسود المقاومة النشطة على المقاومة التفاعلية. تحت تردد الرنين، يتم تحديد ممانعة المكون بشكل أساسي بواسطة المكون التحريضي. في نطاق 50...100 ميغاهيرتز يتغير الوضع. يهيمن المكون النشط للخسائر مع زيادة التردد، ويميل المكون الاستقرائي إلى الصفر. تزداد مقاومة مرشحات الرقاقة مع التردد، وهو أمر نموذجي أيضًا لمحثات الرقاقة. السمة الرئيسية للممانعة الحثية (Z) هي المفاعلة (X). من ناحية أخرى، بما أن المرشح يعتمد على مادة الفريت، والتي لديها خسائر عالية عند الترددات العالية، فإن السمة الرئيسية في نطاق التردد العالي هي المكون المقاوم (R). بالمقارنة مع الحث التقليدي، يتمتع مرشح رقاقة الفريت بقدرة أفضل على امتصاص طاقة EMI، مما يوفر تأثير قمع الضوضاء عالي التردد.
نظام التعيين لمرشحات رقائق الفريت متعددة الطبقات Chilisin
يوضح الشكل 6 نظام التعيين لمرشحات شرائح الفريت Chilisin. نظام التعيين هذا قابل للتطبيق على السلسلة التالية من مرشحات Chilisin ذات رقاقة الفريت EMI: SB، GB، PB، UPB، NB، HF، VPB.
- يتم تحديد اسم السلسلة حسب التكنولوجيا، بالإضافة إلى ميزات التصميم والتطبيق؛
- أبعاد الجسم: أ، ب، ج، مم؛
- نوع التغليف: T (نوع البكرة) - في بكرة، B (السائبة) - بكميات كبيرة؛
- يتم إعطاء قيمة المعاوقة الاسمية عند تردد اختبار قدره 100 ميجاهرتز، على سبيل المثال، 10...1000 أوم؛
- رمز لانتشار قيم المعاوقة المسموح بها من القيمة الاسمية. ويرد الانحراف المسموح به عن القيمة الاسمية للمجموعات المختلفة بالوحدات النسبية؛
- رموز الانحراف: Y = ±25%؛ م = ±20%؛ تي = ±30%.
تجدر الإشارة إلى أنه بالنسبة لمرشحات EMI من الفريت، ليست الدقة العالية لمعدل المعاوقة هي المهمة، ولكن دقة قيمة الحث لمحثات رقاقة الفريت.
يوضح الجدول 2 المعلمات الرئيسية لسلسلة مختلفة من مرشحات شرائح الفريت متعددة الطبقات التي تنتجها شركة Chilisin.
الجدول 2. المعلمات الأساسية لمرشحات رقاقة الفريت Chilisin
| اسم | رمز الحجم، مم/بوصة | الممانعة، أوم | الحد من التشغيل الحالي، مللي أمبير |
| لدوائر إشارة LF حتى 1 جيجا هرتز | |||
| جديد! | 0603/0201 | 60…470 | 200…300 |
| 1005/0402 | 6…2500 | 100…500 | |
| 1608/0603 | 7…2700 | 200…500 | |
| 2012/0805 | 7…2700 | 100…600 | |
| 3216/1206 | 11…1500 | 200…600 | |
| 3216/1206 | 25…70 | 500 | |
| 3225/1210 | 26…2000 | 200…500 | |
| 4516/1806 | 33…170 | 500…600 | |
| 4532/1812 | 30…125 | 500 | |
| جديد! | 0603/0201 | 10…600 | 100…500 |
| 1005/0402 | 6…330 | 100…500 | |
| 2012/0805 | 5…56 | 500…600 | |
| 3216/1206 | 8…60 | 500…600 | |
| 3216/1206 | 25…60 | 500 | |
| 3225/1210 | 32…120 | 500 | |
| 4516/1806 | 33…100 | 500…600 | |
| 4532/1812 | 70…150 | 500 | |
| 1608/0603 | 6…2700 | 200…500 | |
| 2012/0805 | 60…2700 | 200…500 | |
| 3216/1206 | 70…2700 | 300…500 | |
| 3216/1206 | 70 | 500 | |
| 1608/0603 | 10…1500 | 150…1000 | |
| 2012/0805 | 60…2000 | 400…800 | |
| 3216/1206 | 70…2000 | 400…800 | |
| 2012/0805 | 7…40 | 800…1000 | |
| 3216/1206 | 19…60 | 800…1000 | |
| لقضبان الطاقة حتى 1 جيجا هرتز | |||
| جديد! | 0603/0201 | 10…240 | 350…1000 |
| 1005/0402 | 7…120 | 1200…2000 | |
| 1608/0603 | 6…1500 | 500…4000 | |
| 2012/0805 | 5…1500 | 1000…6000 | |
| 3216/1206 | 7…1500 | 800…6000 | |
| 3225/1210 | 19…120 | 2500…4000 | |
| 4516/1806 | 19…1300 | 2000…6000 | |
| 4532/1812 | 19…1300 | 1500…6000 | |
| 1005/0402 | 10 | 2000 | |
| 1608/0603 | 10…1000 | 800…4000 | |
| 2012/0805 | 7…1000 | 1500…6000 | |
| 3216/1206 | 11…1500 | 800…6000 | |
| 3225/1210 | 60…90 | 3000…4000 | |
| 4516/1806 | 50…150 | 2000…6000 | |
| 4532/1812 | 30…130 | 3000…6000 | |
| جديد! | 1005/0402 | 33…600 | 900…3000 |
| جديد! | 1608/0603 | 26…330 | 1500…3300 |
| 1608/0603 | 10…180 | 2000…5000 | |
| 2012/0805 | 11…330 | 3000…6000 | |
| 2012/0805 | 50…120 | 5000…6000 | |
| 3216/1206 | 11…220 | 4500…6000 | |
| 4516/1806 | 60…110 | 4000…7000 | |
| 4532/1812 | 40…150 | 6000…9000 | |
| لتصفية سلاسل إشارة الترددات اللاسلكية حتى عرض النطاق الترددي 1 جيجا هرتز | |||
| 1005/0402 | 3…240 | 250…500 | |
| 1608/0603 | 4…500 | 200…700 | |
| 2012/0805 | 80…300 | 400…500 | |
| 0603/0201 | 10…120 | 100…300 | |
| 1005/0402 | 6…600 | 200…500 | |
| 1608/0603 | 5…2500 | 100…700 | |
| 2012/0805 | 5…2700 | 200…800 | |
| 3216/1206 | 15…1500 | 300…600 | |
| لتصفية سلاسل إشارات الميكروويف ذات عرض النطاق الترددي فوق 1 جيجا هرتز | |||
| 1005/0402 | 200…1000 | 250…450 | |
| 1005/0402 | 600…1800 | 200…300 | |
| لتصفية دوائر الميكروويف ذات عرض النطاق الترددي فوق 1 جيجا هرتز والتيار العالي | |||
| جديد! | 1005/0402 | 120…220 | 700…1500 |
| لتصفية الدوائر ذات التيار العالي بعرض نطاق يصل إلى 1 جيجا هرتز | |||
| 1608/0603 | 10…600 | 2000…6000 | |
خصائص تردد المعاوقة النموذجية لمرشحات رقاقة الفريت
لاختيار مرشح رقاقة مناسب، من المهم معرفة الاستجابة الترددية للمقاومة وأخذها في الاعتبار. فيما يلي، كمرجع، خصائص تردد المعاوقة النموذجية للعديد من السلاسل الشائعة من مرشحات الرقائق المستخدمة للتصفية في دوائر الإشارة والطاقة.
سلسلة جي بي
ويبين الشكل 7 خصائص التردد النموذجية لسلسلة GB.
مع زيادة التردد، تزداد مقاومة المرشح. يستخدم المرشح في دوائر منخفضة التردد نسبيًا بترددات تشغيل تصل إلى 1 جيجا هرتز.
سلسلة اتش اف
لا يستخدم تصميم السلسلة الجديدة عالية التردد من مرشحات شرائح الفريت HF مع نطاق تردد تشغيل أعلى من 1 جيجا هرتز ترتيبًا طوليًا للطبقات (أفقية)، بل ترتيبًا عرضيًا (عموديًا). يوضح الشكل 8 استجابة تردد المعاوقة لمرشح الرقاقة من سلسلة HF100505T.
مرشح رقاقة سلسلة PBY
يوضح الشكل 9 استجابة التردد لممانعة مرشح رقاقة الفريت من سلسلة PBY، المصمم للاستخدام في الدوائر ذات التيار العالي مع تيارات تشغيل تصل إلى 6 أ.
اختيار وتطبيق مرشحات رقاقة Chilisin
لتحديد النوع الأمثل لمرشح رقاقة الفريت، يتم أولاً تحديد طيف التداخل والمستوى المطلوب من القمع ونطاق تيارات التشغيل. بناءً على شروط التطبيق، يتم تحديد المعاوقة ومقاومة التيار المستمر المسموح بها لمرشح الرقاقة. بناءً على المعلمات التي تم الحصول عليها، يتم تحديد سلسلة ونوع مرشح الرقاقة مع نطاق منع الضوضاء الفعال المطلوب. تعتبر القيمة الحالية والمقاومة ذات أهمية خاصة عند تركيب مرشحات الرقائق في دوائر الطاقة. أولاً، عليك اختيار الأنواع التي تضمن عمل الفلتر دون تشبع. ستضمن قيمة مقاومة التيار المستمر الحد الأدنى من انخفاض الجهد.
الجدول 3. قيم المعاوقة المميزة للدوائر المختلفة
التطبيقات النموذجية لمرشحات رقاقة الفريت هي:
- تصفية "الرنين" في خطوط البيانات؛
- فصل جهد الإمداد؛
- فصل الأرض.
يزداد تأثير التصفية مع:
- باستخدام المكثفات التحويلية المتصلة بالأرض. يعتمد اختيار قيمة المكثف على طيف التداخل وتردد التوهين؛
- مقاومة الإخراج منخفضة للمصدر.
عادةً ما يتم تثبيت مرشحات الشريحة في أقرب مكان ممكن من جهاز مصدر التداخل من أجل تقليل الطول الفعال لسلك الهوائي مع الضوضاء عالية التردد.
تركيب مرشحات EMI في نقاط اتصال كابل الواجهة
يمكن تحقيق أكبر قدر من منع التداخل في كابلات الواجهة باستخدام مرشحات شرائح الفريت عند نقاط اتصال الكابل. عند تصميم اللوحة، من المهم جدًا ضمان الحد الأدنى من الممانعة عند الترددات العالية بين الطرف الأرضي (GND) لمرشح EMI على لوحة الدوائر المطبوعةوجسم معدني.
التصفية على حافلات إشارة الساعة
إشارات الساعة عالية التردد هي مصادر تداخل التردد اللاسلكي. قد تكون ترددات الساعة والضوضاء قريبة من بعضها البعض. لذلك، من الضروري استخدام المرشحات ذات معامل التوهين العالي وانحدار منحدرات استجابة التردد - مرشحات رقاقة الفريت لخطوط نقل الإشارات عالية السرعة.
تركيب مرشحات EMI على حافلات الإشارة
تحتوي ناقلات البيانات المتوازية على خطوط إشارة متعددة يتم تبديلها في وقت واحد. يؤدي تغيير الإشارات الموجودة على حافلات العنوان والبيانات إلى زيادة كبيرة في تيار النبضالتدفق في الأرض (GND) ودوائر الطاقة. لذلك، من الضروري الحد من تدفق التيار عبر خطوط الإشارة.
تركيب مرشحات الرقائق عند نقاط توصيل كابل LVDS
يؤدي اتصال الكابل بين اللوحة الأم للكمبيوتر المحمول وشاشة LCD إلى زيادة مستوى الضوضاء المنبعثة من الكمبيوتر بسبب توافقيات إشارات LVDS والتداخل من دوائر متكاملةتقع على طول خط نقل الإشارة. نظرًا لأن تردد إشارات LVDS المرسلة يصل إلى مئات الميجاهرتز، فمن المستحسن استخدام مرشحات شرائح سلسلة NB لمنع تشويه شكل موجة الإشارة وقمع تداخل الوضع الشائع. عند إرسال إشارات LVDS التفاضلية، يتم إلغاء التدفقات المغناطيسية الناتجة عن التيار المتدفق، مما يؤدي إلى تقليل التداخل. ومع ذلك، فإن وجود الإشارات المنعكسة يمكن أن يؤدي إلى تدفق تيارات غير متساوية عبر أزواج الموصلات. في هذه الحالة، تعمل ملفات الاختناق الشائعة كمحولات لموازنة التيارات، مما يؤدي في النهاية إلى تقليل مستوى التداخل الكهرومغناطيسي.
قمع الضوضاء في واجهة LCD
يتم توصيل وحدة التحكم بالرسومات ببرامج تشغيل شاشات الكريستال السائل عن طريق خطوط إشارة متعددة يتم تبديلها في وقت واحد. تتسبب هذه المفاتيح في تدفق تيار نبضي كبير عبر دوائر الطاقة والأرض. لذلك يجب أن يقتصر التيار على خطوط الإشارة. تعتبر مرشحات شرائح الفريت من سلسلة NB مناسبة تمامًا لهذه الأغراض. في خطوط إشارة الساعة، خاصة تلك التي تعمل بسرعات عالية وبمستويات عالية من التداخل، يتم استخدام مرشحات سلسلة HF أو HP، التي تتمتع بمعامل توهين عالي وانحدار منحدرات استجابة التردد. يحدث التداخل الناتج عن التيارات العابرة أيضًا في دوائر الطاقة. لذلك، لمنع التداخل في دوائر الطاقة، يتم تثبيت مرشحات رقاقة الفريت، وكذلك المكثفات التحويلية. يوضح الجدول 4 أمثلة للتطبيقات النموذجية لمرشحات شرائح الفريت في المعدات الإلكترونية.
الجدول 4. التطبيقات النموذجية لمرشحات شرائح الفريت Chilisin من سلاسل مختلفة
| اسم | فئة التطبيقات |
عادي التطبيقات |
المعلمات الأساسية | |
| الحالي، مللي أمبير | الممانعة، كيلو أوم | |||
| تصفية التداخل في دوائر الإشارة بعرض نطاق يصل إلى 1 جيجا هرتز | ||||
| إس بي. | التطبيق العام | الهواتف الذكية، الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية، الكاميرات الرقمية | 50…500 | 0.005…2.7 |
| ج.ب. | التطبيق العام | الهواتف الذكية، المعدات المحمولة | 100…500 | 0.007…2 |
| تصفية التداخل في دوائر الإشارة بعرض نطاق يبلغ حوالي 1 جيجا هرتز | ||||
| ملحوظة: | إشارات الترددات اللاسلكية الرقمية | أجهزة فك تشفير الفيديو، دوائر DSP، البلوتوث، الهواتف الذكية، الكاميرات الرقمية، أجهزة استقبال الأقمار الصناعية، المستقبلون | 50…500 | 0.005…2.7 |
| تصفية التداخل في دوائر الإشارة ذات عرض نطاق أكبر من 1 جيجا هرتز | ||||
| التردد العالي. HP | إشارات الميكروويف فوق 1 جيجا هرتز | أجهزة استقبال وأجهزة الإرسال والاستقبال الميكروويف | 50…2000 | 0.12…1.8 |
| تصفية الضوضاء في دوائر الطاقة بتيارات تصل إلى 6 أ | ||||
| ص. | دوائر الطاقة للأغراض العامة | محولات DC/DC، أجهزة فك تشفير الفيديو، دوائر USB/IEEE1394، واجهات LAN، بطاقات الفيديو، الكاميرات الرقمية | 800…6000 | 0.005…1.5 |
| UB | دوائر التيار العالي | محولات تيار مستمر/تيار مستمر | 4000…6000 | 0.005…0.33 |
التوافق وقابلية التبادل
تتوافق تقنية مرشح شرائح الفريت متعدد الطبقات التي تستخدمها Chilisin تمامًا مع تقنية مرشح شرائح الفريت متعدد الطبقات المستخدمة من قبل الشركات المصنعة الرائدة مثل TDK، وMurata، وT-Yuden، وVishay، وSumida، وKemet. تتطابق مرشحات شرائح الفريت Chilisin تمامًا في معلماتها مع مرشحات الشرائح من الشركات المصنعة الأخرى، ويمكن التوصية بها كبديل بديل. إن سلسلة مرشحات شرائح الفريت الواردة في الجدول 5 هي نظائر كاملة أو قريبة من مكونات Chilisin المقابلة.
الجدول 5. المراسلات من نظائرها من مرشحات رقاقة الفريت Chilisin من مختلف الشركات المصنعة
| رمز الحجم مم/بوصة |
شركة | |||
| تشيليسين | موراتا | تي دي كيه | تايو يودن | |
| سلسلة اس بي | ||||
| 0603/0201 | MMZ0603S×××C | |||
| 1005/0402 | MMZ1005SxhxC | |||
| 1608/0603 | MMZ1608ShxxC | |||
| 2012/0805 | / | MMZ2012S×××C | ||
| 0603/0201 | MMZ0603YxxxC | |||
| 1005/0402 | MMZ1005YxxxC | / | ||
| 1608/0603 | MMZ1608YxxxC | / | ||
| 2012/0805 | MMZ2012YxxxC | – | ||
| سلسلة جي بي | ||||
| 1608/0603 | MMZ1608ShxxC | – | ||
| 2012/0805 | / | MMZ2012S×××C | ||
| سلسلة ملحوظة | ||||
| 1005/0402 | ||||
| 1608/0603 | ||||
| 2012/0805 | – | |||
| 1005/0402 | ||||
| 1608/0603 | – | |||
| 0603/0201 | BLM03AX (PG) | MPZ0603S×××C | ||
| 1005/0402 | ||||
ظهرت مجموعة كبيرة ومتنوعة من الوسائل في حياتنا اليومية. تكنولوجيا الكمبيوتر، والتي تعمل في تيارات عالية التردد. بعد كل شيء، كلما زاد التردد، زادت سرعة معالجة المعلومات.
ومع ذلك، تفرض التيارات عالية التردد عددًا من القيود التقنية على توصيل الكابلات لنقل مثل هذه الإشارات. هذا يرجع في المقام الأول إلى الآثار الجانبية الاشعاع الكهرومغناطيسيونصائح (بيمين).
إن أبسط طريقة لمكافحة PEMIN هي زيادة الحث.
الحث هو مؤشر للعلاقة بين كمية التيار الذي يمر عبر الدائرة والتدفق المغناطيسي الذي يخلقه. لو نحن نتحدث عنفيما يتعلق بالأسلاك المستقيمة، فإننا نعني بالحث الكمية التي تميز طاقة المجال المغناطيسي (هنا يعتبر التيار قيمة ثابتة).
يمكن زيادة الحث باستخدام حلقة الفريت الخاصة. يمكنك رؤية الشكل الذي تبدو عليه مرشحات الفريت على الكابلات في الصورة أدناه.
حلقات الفريت- هذه هي المكونات دائرة كهربائية، والتي تستخدم كعناصر سلبية لتصفية التداخل عالي التردد عن طريق زيادة محاثة الموصل وامتصاص التداخل فوق عتبة معينة.
يتم الحصول على هذه الخصائص لمرشح الفريت من خلال المادة التي صنع منها - الفريت.
الفريت هو الاسم العام للمركبات المعتمدة على أكسيد الحديد وأكاسيد المعادن الأخرى. تجمع الفريت بين خصائص المغناطيسات الحديدية وأشباه الموصلات (أحيانًا المواد العازلة للكهرباء)، وبالتالي يتم استخدامها كنوى لفائف، ومغناطيس دائم، وتعمل كممتص للموجات الكهرومغناطيسية عالية التردد، وما إلى ذلك.
مرشحات كابل الفريت الإضافية - مبدأ التشغيل
يعتمد أداء مرشح الفريت بشكل مباشر على خصائص المادة التي صنع منها. بسبب الإضافات الخاصة لأكاسيد المعادن المختلفة، تتغير خصائص الفريت.
هناك عدة طرق أساسية لاستخدام حلقات الفريت:
- على الأسلاك أحادية النواة (أحادية الطور)، يمكنها، على العكس من ذلك، امتصاص الإشعاع في نطاق معين، وتحويل التداخل إلى طاقة حرارية. بهذه الطريقة، يمكن امتصاص (قطع) الترددات السالبة بواسطة حلقة الفريت.
- على الأسلاك أحادية النواة، حيث يعمل كنوع من مكبر الصوت، حيث يقوم بإرجاع جزء من المجال المغناطيسي عالي التردد مرة أخرى إلى الكابل، مما يؤدي إلى تضخيم الإشارة في نطاق معين.
- في الأسلاك المجدولة، يعمل الفريت كمحول في الطور يمرر إشارات غير متوازنة في الكابل (نبضات التيار، على سبيل المثال، في كابلات البيانات أو دوائر طاقة التيار المستمر) ويمنع الإشارات المتناظرة (والتي من المحتمل أن تحدث في مثل هذه الكابلات فقط عن طريق التداخل الكهرومغناطيسي).
مكان الاستخدام وكيفية اختيار مرشح الفريت
إذا تحدثنا عن ممارسة التطبيق، فسيتم استخدام حلقات الفريت على كابلات الطاقة لتقليل التداخل الذي يمكن أن تخلقه الكابلات نفسها، وعلى الإشارة (نقل البيانات) تعمل الفريت على تخفيف التداخل والتداخل الخارجي المحتمل.
يمكن أن تكون مرشحات كبل الفريت مدمجة (يتم بيع الكبل بالفعل بحلقة من الفريت) أو منفصلة (غالبًا ما تكون هذه نماذج يتم تثبيتها حول السلك)، والتي لا تتطلب أي تعديلات على الكبل نفسه.
يمكن إدخال السلك في وسط مرشح الفريت (يتم الحصول على ملف ذو دورة واحدة)، أو يمكن أن يشكل عدة لفات حول الحلقة (لف حلقي). الطريقة الأخيرة تزيد بشكل كبير من كفاءة المرشح.
لاختيار حلقة من الفريت لتلبية المتطلبات المحددة، تحتاج إلى معرفة خصائص المادة التي صنعت منها وأبعاد المنتج.
على سبيل المثال، يوضح الجدول أدناه الخصائص الرئيسية لمرشحات الفريت المتوفرة في السوق.
| العلامات | RF-35M | RF-50M | RF-70M | RF-90M | RF-110S | RF-110A | آر إف-130 إس | الترددات اللاسلكية-130A |
| المعاوقة، أوم (لتردد 50 ميجاهرتز) | 165 | 125 | 95 | 145 | 180 | 180 | 190 | 190 |
| رسم بياني للمقاومة مقابل التردد، في الشكل رقم. | 4 | 5 | 6 | 7 | 3 | 8 | 3 | 3 |
| قطر الدائرة الثقوب، مم | 3.5 | 5 | 7 | 9 | 11 | 11 | 13 | 13 |
| الحجم، مم | 25x12 | 25x13 | 30x16 | 35x20 | 35x20 | 33x23 | 39x30 | 39x30 |
| الوزن (جرام | 6 | 6.5 | 12 | 22 | 44 | 40 | 50 | 50 |
التردد مقابل الرسم البياني للمقاومة
المعاوقة هي المقاومة الداخلية الكلية لعنصر الدائرة الكهربائية للتيار المتردد (التوافقي) (الإشارة). ويتم قياسها، مثل المقاومة العادية، بالأوم.
معلمة أخرى مهمة لمرشحات الفريت هي نفاذيتها المغناطيسية.
النفاذية المغناطيسية هي معامل يميز العلاقة بين الحث المغناطيسي وقوة المجال المغناطيسي في المادة.
بناءً على ما سبق، ومن أجل الإشارة إلى الخصائص الرئيسية لمرشحات الفريت، يلجأ المصنعون إلى العلامات التالية:
3000HH D * d * h، حيث:
- 3000 هو مؤشر على النفاذية المغناطيسية الأولية للفريت،
- HH عبارة عن درجة من الفريت (غالبًا ما تكون هذه هي HH - الفريت للأغراض العامة، أو HM - للمجالات المغناطيسية الضعيفة)،
- د - القطر الأكبر (الخارجي)،
- د - القطر الأصغر (الداخلي)،
- ح هو ارتفاع حلقي.
فيما يلي أمثلة نموذجية لاستخدام الفريت:
- يمكن استخدام درجة 100NN للكابلات ذات الترددات التي تصل إلى 30 ميجاهرتز،
- 400NN - بترددات لا تزيد عن 3.5 ميجاهرتز،
- 600NN - بترددات تصل إلى 1.5 ميجاهرتز
- 1000NN - ما يصل إلى 400 كيلو هرتز.
أي، على سبيل المثال، يجب أن يكون مرشح الفريت للهوائي من ماركة HH.
ولكن من الأفضل اختيار مرشح الفريت لكابل USB من ماركة HM (للكابلات ذات المجال المغناطيسي الضعيف).
نسبة العلامات التجارية والترددات هي كما يلي:
- 1000NM - يستخدم مع الكابلات التي تعمل بتردد لا يزيد عن 1 ميجاهرتز،
- 1500 نانومتر - لا يزيد عن 600 كيلو هرتز،
- 2000 نانومتر و 3000 نانومتر - لا يزيد عن 450 كيلو هرتز.
في معظم الحالات، يكفي تحديد مرشح الفريت الصحيح وتثبيته على الكابل الأقرب إلى نقطة الاتصال بالجهاز.
مخطط اللف يدور حول حلقة من الفريت ومع ذلك، في بعض الحالات، لزيادة المعاوقة، يمكنك عمل عدة لفات من الكابل حول حلقة الفريت ومن ثم ستزداد المعاوقة كمضاعف لمربع عدد اللفات. أي أنه من دورتين يكون 4 مرات، ومن 3 أدوار يكون بالفعل 9 مرات.
ومن الناحية العملية، بطبيعة الحال، فإن الزيادة الفعلية أقل بقليل من الزيادة النظرية.
من أجل تثبيت حلقة الفريت في مكانها بعد لفها، من الضروري تحديد عدد لفات السلك مسبقًا وحساب القطر الداخلي للمرشح بحيث يتم إغلاقه دون سحق الكابل.
ربما لاحظت أكثر من مرة أن هناك انتفاخات غريبة على شكل أسطوانة على أسلاك الكمبيوتر المحمول والشاشة وغيرها من المعدات الإلكترونية. ويتم ذلك لسبب أو للجمال. الحقيقة هي أن الأسطوانة البلاستيكية عبارة عن مرشح خاص من الفريت. غالبًا ما يطلق عليه الناس اسم مرشح لقمع التداخل عالي التردد، أو ببساطة مرشح "الضوضاء". لماذا وما هو المطلوب ل؟
الحقيقة هي أن أي جهاز متصل به الشبكة الكهربائية، هو مصدر للموجات الكهرومغناطيسية، والتي بدورها عبارة عن تداخلات عالية التردد تؤثر على عمل الأجهزة الأخرى الموجودة في مكان قريب. تعمل كابلات الطاقة والواجهة الخارجية الطويلة كنوع من الهوائيات التي تنبعث منها تداخلات قوية جدًا في البيئة الخارجية التي يتم إنشاؤها بواسطة الجهاز أثناء التشغيل. قد يؤثر هذا بشكل كبير على أداء الاتصال اللاسلكي شبكات واي فايومعدات الراديو والأدوات الدقيقة.ولمنع حدوث ذلك، يجب حماية الكابل. ولكن بعد ذلك سوف يرتفع سعره بشكل ملحوظ! تم إنقاذ حلقة الفريت والمرشحات المصنوعة من هذه المادة.
كيف يعمل مرشح الفريت؟
الفريت هو مادة خاصة تتكون من مركب أكسيد الحديد وعدد من المعادن الأخرى، لا يوصل التيار ويمتص بشكل فعال موجات كهرومغناطيسية. تعتبر حلقة الفريت عازلًا مغناطيسيًا ممتازًا، وبالتالي تعمل على تصفية التداخل عالي التردد والضوضاء الكهرومغناطيسية. فهو يمتص الموجات الكهرومغناطيسية الخارجة من المعدات الإلكترونية قبل تضخيمها في الكابل، كما هو الحال في الهوائي.
مرشح الفريت عبارة عن قلب على شكل أسطوانة مصنوع من هذه المادة، ويتم وضعه على الكابل إما مباشرة في الإنتاج أو لاحقًا. عند تثبيته بنفسك، يجب أن يكون موجودًا في أقرب مكان ممكن من مصدر التداخل. وهذا فقط هو الذي سيمنع انتقال التداخل عبر عناصر أخرى من تصميم الجهاز، حيث يصعب تصفيته.
بشكل منتظم أنظمة الكمبيوتر، والتي يمكنك العثور عليها في المنزل أو في المكتب، في نهايات الأسلاك التي تربط وحدة النظام بالماوس ولوحة المفاتيح والشاشة وما إلى ذلك. هناك اسطوانات صغيرة. ويمكن أيضًا رؤيتها غالبًا على الكابلات المؤدية من الكمبيوتر المحمول أو الطابعة إلى مصدر الطاقة. يسمى هذا العنصر مرشح الفريت (أو حلقة الفريت، اسطوانة الفريت). والغرض منه هو تقليل تأثير تداخل الترددات الكهرومغناطيسية والراديو على الإشارة المرسلة عبر الكابل.
مرشح الفريت هو ببساطة قطعة صلبة من الفريت: مركب كيميائي من أكسيد الحديد مع أكاسيد المعادن الأخرى، وله خصائص مغناطيسية فريدة وموصلية كهربائية منخفضة، ولهذا السبب لا يوجد منافسين للفريت بين المواد المغناطيسية الأخرى في تكنولوجيا التردد العالي . يؤدي استخدام حلقة الفريت بشكل كبير (عدة مئات أو حتى ألف مرة) إلى زيادة محاثة السلك، مما يضمن قمع التداخل عالي التردد. يتم تثبيت حلقة الفريت على الكابل أثناء إنتاجه أو يمكن وضعها على الكابل بعد الإنتاج، مقطعة إلى جزأين. يتم تعبئة الفريت في علبة بلاستيكية - إذا قمت بفتحها، سترى قطعة معدنية بداخلها.
أجهزة الكمبيوتر هي أجهزة صاخبة للغاية. اللوحة الأمفي علبة الكمبيوتر يتأرجح بتردد حوالي كيلو هرتز واحد. تحتوي لوحة المفاتيح على معالج منفصل، والذي يتأرجح أيضًا بترددات عالية. كل هذا يؤدي إلى توليد ضوضاء الراديو حول النظام. في معظم الحالات، يمكن التخلص من هذه الضوضاء باستخدام غلاف معدني يعمل كدرع للمجالات الكهرومغناطيسية.
مصدر آخر للضوضاء هو الأسلاك التي تربط الأجهزة. إنها بمثابة هوائيات طويلة جيدة تلتقط الإشارات من الكابلات الأخرى وأجهزة إرسال الراديو والتلفزيون، وتؤثر أيضًا على تشغيل أجهزة الراديو والتلفزيون. الفريت يزيل إشارات البث. تقوم أسطوانات الفريت بتحويل الترددات العالية الاهتزازات الكهرومغناطيسيةفي الدفء. ولهذا السبب يتم تثبيتها في نهايات معظم الأسلاك.
اعتمادًا على نوع الكابل وسمكه، يتم تصنيع الحلقات منه أنواع مختلفةالفريت. على سبيل المثال، يقوم المرشح المثبت على كابل متعدد النواة (مثل سلك البيانات أو كابل الطاقة أو الواجهة: USB أو الفيديو وما إلى ذلك) بإنشاء محول في الطور في هذه المنطقة، والذي يمرر إشارات مضادة للطور ( يحمل معلومات مفيدة)، يعكس (لا يمر) تداخل الوضع الشائع. في هذه الحالة، لا ينبغي استخدام الفريت الممتص لتجنب تعطيل نقل البيانات، ومن المستحسن استخدام المواد الحديدية ذات التردد العالي. إذا كان الكابل أحادي النواة، فمن الأفضل البحث عن مرشح مصنوع من مادة تعمل على تشتيت الإشارات عالية التردد بدلاً من عكسها مرة أخرى إلى الكابل.
تساعد أسطوانات الفريت السميكة على مكافحة التداخل بشكل أكثر فعالية. ولكن يجب أن ننتبه إلى حقيقة أن المرشحات الكبيرة جدًا ليست ملائمة للاستخدام وأن نتيجة عملها لن تختلف عمليًا عن المرشحات الأصغر قليلاً. لذلك، يجب استخدام المرشحات ذات الأحجام المثلى: يجب أن يتوافق عرض الثقب الموجود في الحلقة بشكل مثالي مع سمك السلك، ويجب أن يكون عرض الحلقة نفسها مساويًا تقريبًا لعرض موصلات هذا الكابل.
لا تنس أن حلقات الفريت ليست فقط هي التي تساعد في مكافحة الضوضاء. للحصول على موصلية أفضل، استخدم كابلات أكثر سمكًا! اختر طول السلك بناءً على المسافة بين الأجهزة المتصلة، ولا تشتري كابلاً أطول. عن الحد الأقصى لطولقلنا: الكابلات المختلفة التي ينقلون بها المعلومات دون خسارة
