Ferriittisuodatin. Ferriittisuodatin: mitä varten tietokonekaapeleiden päissä olevat sylinterit ovat? Snap-on ferriittikaapelisuodattimet - toimintaperiaate

Näytöt, tulostimet, videokamerat ja muut atk-laitteet, ferriittisylinteri muovikuoressa.

Mitä varten se on?

Ferriittisylinteri on suoja, joka suojaa sähkömagneettisilta häiriöiltä ja häiriöiltä: se estää ulkoisen sähkömagneettisen kentän kautta välitetyn signaalin vääristymisen ja myös säteilyn elektromagneettinen kenttä(häiriöitä) kaapelista ulkoiseen ympäristöön.

Mihin suojan periaate perustuu?

Sisäiset ja ulkoiset tietokonelaitteet voivat toimia pienoisantenneina, koska ne muuttavat ns. jännite- ja virtakohinaa sähkömagneettiseksi säteilyksi. Suojaamattomat lähettävät kohinaa, joka johtuu niiden kuparijohtimien läpi kulkevasta yhteismoodista, eli kaikkien johtimien läpi samaan suuntaan kulkevasta suurtaajuisesta virrasta. Tämä virta muodostaa tietyn suuruisen ja tietynsuuntaisen magneettikentän.

Ferriitti on ferromagneetti, joka ei johda sähkövirtaa (eli ferriitti on itse asiassa magneettinen eriste). Ferriitteissä ei synny pyörrevirtoja, ja siksi ne magnetoituvat hyvin nopeasti uudelleen - ajallaan ulkoisen sähkömagneettisen kentän taajuudella (niiden suojaavien ominaisuuksien tehokkuus perustuu tähän).

Lohkon sisältä löytyy myös kuorettomat ferriittirenkaat.

Ferriitin melunvaimennustehokkuuden lisääminen

1. Lisää ferriittiytimen peittämän osan pituutta.

2. Kasvata ferriittisydämen poikkileikkausta.

3. Ferriitin sisähalkaisijan tulee olla mahdollisimman lähellä (mieluiten yhtä suuri) ulkohalkaisijaa.

4. Jos sallitaan suunnitteluominaisuuksia kaapeli-ferriittipareja, voit tehdä useita käännöksiä (yleensä yksi tai kaksi) ferriittisydämen ympärillä.

Yhteenvetona voidaan todeta, että paras ferriittisydän on pisin ja paksuin, joka voidaan asettaa tietyn päälle. Tässä tapauksessa ferriitin sisähalkaisijan tulee mahdollisuuksien mukaan olla sama kuin ulkohalkaisija.

Kuinka käyttää ferriittiä

Joskus myynnissä on irrotettavia ferriittejä muovikuoressa (kutisteputki), jossa on kaksi salpaa. Miten niitä käytetään?

Avoin ferriittisylinteri asetetaan kaapelin päälle, joka on suojattava sähkömagneettisilta häiriöiltä ja häiriöiltä, ​​noin 3 cm kärjestä. Sylinterin vaipan ympärille tehdään silmukka. Tämän jälkeen kuori napsahtaa paikalleen. Luotettavuuden vuoksi voit varustaa toisen pään ferriittisylinterillä.

Hyvästi, häiriöt, hei, vääristymätön signaali!...

Ferriittisirusuodattimet on suunniteltu vaimentamaan sähkömagneettisia häiriöitä elektronisten laitteiden eri osissa, jotka käyttävät suuritiheyksisiä komponentteja, korkeita toimintataajuuksia, joissa vaaditaan korkeaa melunsietokykyä ja EMI-tasojen vähentämistä. Taiwanilainen yritys käyttää eniten nykyaikaiset tekniikat, tuottaa laajan valikoiman monikerroksisia ferriittisirusuodattimia erinomaisella hinta-laatusuhteella.

Ferriittisuodatin on passiivinen sähkökomponentti, jota käytetään vaimentamaan suurtaajuista kohinaa sähköpiireissä. Ferriittisuodatinhelmet on suunniteltu ferriittionttoksi sylinteriksi, renkaaksi tai torukseksi, jonka sisällä kulkee virtajohdin. Ferriittisuodattimen induktanssin lisäämiseksi voidaan käyttää monikierrosta toroidikäämitystä. Ferriittisuodattimia käytetään sekä signaalijohdoissa ulkoisten häiriöiden vähentämiseksi että virtajohdoissa omien RF-häiriöiden vähentämiseksi.

Monikerroksiset ferriittilastusuodattimet

Pinta-asennusta varten ferriittisuodattimien suunnittelu toteutetaan monikerroksisen kalvorakennetekniikan avulla. Suodattimien tehokkuuden lisäämiseksi pienissä määrissä tarvitaan suurtiheysinduktanssi. Tätä tarkoitusta varten käytetään monikerroksiselle kalvorakenteelle tehtyä kiinteää käämitystä.

Jokaiselle ohuen substraatin kerrokselle muodostetaan puolikierroskäämityksen kalvorakenne. Yksi käämin kierros suoritetaan kahdelle kerrokselle. Sintraamalla kymmeniä tai satoja kerroksia johtimien osat yhdistetään, jolloin muodostuu kolmiulotteinen kela, jonka sisällä on ferriittisauva. Kerrokset voivat sijaita sekä vaakatasossa (vakiomalli) että pystytasossa (suodattimet yli 1 GHz:n mikroaaltoalueelle). Kuvassa 1 on esitetty kerrostopologiat.

Rakenteessa on käytetty mangaani-sinkki- ja nikkeli-sinkkiferriittikalvoja. Erilaisten ferriittimateriaalien, kokojen ja kerrostopologioiden käyttö tarjoaa sirusuodattimia eri parametreillä.

Kuvassa 2 on esitetty sirusuodattimen rakenne, jossa on integroitujen käämityskerrosten horisontaalinen topologia.

Lisäkelarakenteen käyttäminen tavanomaisen monoliittisen ferriittitangon sijaan mahdollistaa suuremman impedanssin pienemmässä paketissa. Itse asiassa tietty osa ferriittisirusuodattimista on suunniteltu täsmälleen kuten ferriittitanko, jossa on kaksi elektrodia.

Ferriittisirusuodattimet sähkömagneettisten häiriöiden suodattamiseen valmistetaan monikerrosteknologialla käyttäen ferromagneettisia nikkeli-sinkkimateriaaleja. Kuvassa 3 on esitetty monikerroksisten ferriittisirusuodattimien rakenne ja muodostusprosessi. Kelarakenne muodostuu useista kerroksista ferriittimateriaalia.

Monikerroksisten ferriitti-EMI-suodattimien valmistustekniikka on täsmälleen sama kuin monikerroksisten siruinduktorien valmistuksessa. Vain niissä käytetään erityyppisiä materiaaleja ferriittikerrosten muodostamiseen. Ferriittisirusuodattimissa käytetään materiaalia, jolla on korkea absorptio, ja siruinduktoreissa päinvastoin, pienemmällä absorptiolla korkeilla taajuuksilla.

Ferriittisirusuodattimet ovat ulkonäöltään hyvin samanlaisia ​​kuin keraamiset kondensaattorit. Kuva 4 esittää ulkomuoto Chilisin ferriittilastusuodatin.

Chilisin-ferriittisirusuodattimien pääparametrit

Tärkeimmät parametrit, joilla sirusuodattimet valitaan ovat: toimintataajuusalue, impedanssi testitaajuudella 100 MHz (ohmeina), tasavirtavastus (ohmeina), suurin sallittu virta, sallittu impedanssin poikkeama nimellisarvosta, muotokerroin ( kotelo mitat) sekä käyttölämpötila-alue.

Nimellisimpedanssi annetaan yleensä taajuudella 100 MHz. Mikroaaltoalueelle tyypilliset impedanssiarvot annetaan taajuudella 1000 MHz.

Sallittu poikkeama nimellisarvosta on annettu suhteellisissa yksiköissä. Mitat, impedanssiluokitus ja impedanssihajotus sisältyvät komponentin nimeen. Tarvittavan suodattimen valitsemiseksi on tärkeää tietää muut parametrit, joita ei mainita nimessä. Ne on ilmoitettu komponentin teknisissä asiakirjoissa. Tämä:

• DC-induktanssiresistanssi (ohmeina);
• suurin käyttövirta, jolla ferriittiinduktorimateriaali ei kyllästy (mA);
• impedanssin taajuusvasteen tyyppi.

Taulukossa 1 on esitetty Chilisin-ferriittilastusuodattimien mahdolliset koot.

Taulukko 1. Chilisin-ferriittilastusuodattimien vakiokoot

Koodi	Koko (PxLxK), mm	YVA-koodi
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

Nimellisvirta

Tämä on suurin tasavirta, joka voi virrata suodatinsirun läpi. Ferriiteillä se määritellään virraksi, jolla komponentin kuumeneminen ei ylitä 20 °C. Kun komponentin läpi virtaa suurempia virtoja, ferriitti kyllästyy ja sen seurauksena impedanssi pienenee jopa 25 %.

DC vastus

Sirusuodattimen tasavirtavastusarvo riippuu sirun pituudesta, ferriitin kerrosten lukumäärästä, paksuudesta ja konfiguraatiosta. Resistanssi mitataan huoneenlämmössä. Sirusuodattimien tasavirtavastus vaihtelee useista moohmeista useisiin ohmiin tyypistä riippuen.

Ferriittisirusuodattimien impedanssitaajuusominaisuudet

Ferriittisirusuodattimen vastaava piiri on sarjaan kytketty induktanssi ja resistanssi.

Resistanssin määrä riippuu voimakkaasti ohittavan signaalin taajuudesta. Ferriittiset EMI-suodattimet ovat keloja, joilla on korkea magnetoinnin kääntöhäviö. Tämä ominaisuus on tärkein ero sirusuodattimien ja siruinduktorien välillä.

Sirusuodattimet on valmistettu erityisistä ferriiteistä, joilla on suuret magnetoinnin kääntöhäviöt. Tämä energia vapautuu lämmön muodossa. Lämpöä syntyy aktiivisen vastuksen, ei induktanssin, kautta! Sirusuodattimen impedanssi määräytyy kahdella komponentilla: aktiivisella ja reaktiivisella. Kaava impedanssin määrittämiseksi:

jossa R on aktiivinen komponentti ja X on reaktiivinen komponentti. Molemmat komponentit ovat taajuusriippuvaisia. Jokaisen sarjan sirun induktanssin dokumentaatio sisältää impedanssin ja sen komponenttien taajuusominaisuudet. Kuvassa 5 on esitetty ferriittisirusuodattimen tyypillinen impedanssitaajuusvaste. X on impedanssin reaktiivinen osa, R on aktiivinen osa, Z on kokonaisimpedanssi.

Kuten kuvasta näkyy, 30 MHz:n jälkeen aktiivinen resistanssi hallitsee reaktiivista. Resonanssitaajuuden alapuolella komponentin impedanssi määräytyy olennaisesti induktiivisen komponentin avulla. Alueella 50...100 MHz tilanne muuttuu. Häviöiden aktiivinen komponentti hallitsee taajuuden kasvaessa, ja induktiivinen komponentti pyrkii nollaan. Sirusuodattimien impedanssi kasvaa taajuuden myötä, mikä on tyypillistä myös siruinduktoreille. Induktiivisen impedanssin (Z) pääominaisuus on reaktanssi (X). Toisaalta, koska suodatin perustuu ferriittimateriaaliin, jolla on suuret häviöt korkeilla taajuuksilla, pääominaisuus suurtaajuusalueella on resistiivinen komponentti (R). Perinteiseen induktanssiin verrattuna ferriittisirusuodattimella on parempi EMI-energian absorptiokyky, mikä tarjoaa korkeataajuisen kohinanvaimennusvaikutuksen.

Merkintäjärjestelmä Chilisin-monikerroksisille ferriittisirusuodattimille

Kuvassa 6 on esitetty Chilisin-ferriittisirusuodattimien merkintäjärjestelmä. Tämä merkintäjärjestelmä soveltuu seuraaville Chilisin-siruferriitti-EMI-suodattimille: SB, GB, PB, UPB, NB, HF, VPB.

• sarjan nimen määrää tekniikka sekä suunnittelu- ja sovellusominaisuudet;
• rungon mitat: A, B, C, mm;
• pakkaustyyppi: T (tyyppirulla) – rullassa, B (bulkki) – irtotavarana;
• nimellisimpedanssin arvo on annettu 100 MHz:n testitaajuudella, esim. 10...1000 ohmia;
• koodi sallittujen impedanssiarvojen leviämiseksi nimellisimpedanssista. Eri ryhmien sallittu poikkeama nimellisarvosta on annettu suhteellisissa yksiköissä;
• poikkeamakoodit: Y = ±25 %; M = ±20 %; T = ±30 %.

On huomattava, että ferriittisillä EMI-suodattimilla ei ole niinkään tärkeää impedanssin korkea tarkkuus, vaan ferriittisiruinduktorien induktanssiarvon tarkkuus.

Taulukossa 2 on esitetty Chilisinin valmistamien ferriittisten monikerroksisten sirusuodattimien pääparametrit.

Taulukko 2. Chilisin-ferriittisirusuodattimien perusparametrit

Nimi	Kokokoodi, mm/tuumaa	Impedanssi, ohm	Käyttövirtaraja, mA
LF-signaalipiireille 1 GHz asti
UUSI!	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
UUSI!	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
Tehokiskoille 1 GHz asti
UUSI!	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
UUSI!	1005/0402	33…600	900…3000
UUSI!	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
RF-signaaliketjujen suodattamiseen 1 GHz kaistanleveyteen asti
	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
Mikroaaltosignaaliketjujen suodattamiseen, joiden kaistanleveys on yli 1 GHz
	1005/0402	200…1000	250…450
	1005/0402	600…1800	200…300
Mikroaaltopiirien suodattamiseen, joiden kaistanleveys on yli 1 GHz ja korkea virta
UUSI!	1005/0402	120…220	700…1500
Suurivirtapiirien suodattamiseen kaistanleveydellä jopa 1 GHz
	1608/0603	10…600	2000…6000

Ferriittisirusuodattimien tyypilliset impedanssitaajuusominaisuudet

Sopivan sirusuodattimen valinnassa on tärkeää tietää ja ottaa huomioon impedanssin taajuusvaste. Alla on tyypillisiä impedanssitaajuusominaisuuksia useille suosituille sirusuodattimille, joita käytetään signaali- ja tehopiireissä suodatukseen.

Sarja GB

Kuva 7 esittää GB-sarjan tyypillisiä taajuusominaisuuksia.

Taajuuden kasvaessa suodattimen impedanssi kasvaa. Suodatinta käytetään suhteellisen matalataajuisissa piireissä, joiden toimintataajuudet ovat jopa 1 GHz.

HF-sarja

Uusien korkeataajuisten HF-ferriittisirusuodattimien, joiden toimintataajuuskaista on yli 1 GHz, suunnittelussa ei käytetä pitkittäistä kerrosten järjestelyä (vaaka), vaan poikittaista (pystysuoraa). Kuvassa 8 on esitetty HF100505T-sarjan sirusuodattimen impedanssitaajuusvaste.

PBY-sarjan sirusuodatin

Kuvassa 9 on esitetty PBY-sarjan ferriittisirusuodattimen impedanssin taajuusvaste, joka on suunniteltu käytettäväksi suurvirtapiireissä, joiden käyttövirrat ovat enintään 6 A.

Chilisin-lastusuodattimien valinta ja käyttö

Optimaalisen ferriittisirusuodattimen tyypin valitsemiseksi määritetään ensin häiriöspektri, vaadittu vaimennustaso ja käyttövirtojen alue. Käyttöolosuhteiden perusteella valitaan sirusuodattimen impedanssi ja sallittu tasavirtaresistanssi. Saatujen parametrien perusteella valitaan sirusuodattimen sarja ja tyyppi, jolla on tarvittava tehollinen kohinanvaimennuskaista. Virta-arvo ja vastus ovat erityisen tärkeitä asennettaessa sirusuodattimia tehopiireihin. Ensinnäkin sinun on valittava tyypit, jotka varmistavat, että suodatin toimii ilman kyllästymistä. Tasavirtaresistanssin arvo varmistaa minimijännitehäviön.

Taulukko 3. Eri piirien ominaisimpedanssiarvot

Tyypillisiä ferriittisirusuodattimien sovelluksia ovat:

• "soittoäänen" suodattaminen datariveissä;
• syöttöjännitteen irrottaminen;
• maan irrottaminen tuotannosta.

Suodatusvaikutus lisääntyy:

• käyttämällä shunttikondensaattoreita, jotka on kytketty maahan. Kondensaattorin arvon valinta riippuu häiriöspektristä ja vaimennustaajuudesta;
• lähteen alhainen lähtöimpedanssi.

Sirusuodattimet asennetaan yleensä mahdollisimman lähelle häiriölähdelaitetta antennijohdon tehollisen pituuden pienentämiseksi suurtaajuisella kohinalla.

EMI-suodattimien asennus liitäntäkaapelin liitäntäpisteisiin

Suurin häiriön vaimennus liitäntäkaapeleissa voidaan saavuttaa käyttämällä ferriittisirusuodattimia kaapelin liitäntäpisteissä. Korttia suunniteltaessa on erittäin tärkeää varmistaa pienin impedanssi korkeilla taajuuksilla EMI-suodattimen maadoitusnastan (GND) välillä. painettu piirilevy ja metallirunko.

Suodatus kellosignaaliväylillä

Korkeataajuiset kellosignaalit ovat RF-häiriöiden lähteitä. Kello- ja kohinataajuudet voivat olla lähellä toisiaan. Siksi on tarpeen käyttää suodattimia, joilla on korkea vaimennuskerroin ja taajuusvasteen jyrkkyys - ferriittisirusuodattimia nopeille signaalinsiirtolinjoille.

EMI-suodattimien asennus signaaliväyliin

Rinnakkaiset dataväylät sisältävät useita signaalilinjoja, jotka vaihtuvat samanaikaisesti. Signaalien muuttaminen osoite- ja dataväylillä aiheuttaa merkittävän lisäyksen pulssivirta virtaa maassa (GND) ja virtapiireissä. Siksi on tarpeen rajoittaa signaalilinjojen läpi kulkevaa virtaa.

Sirusuodattimien asennus LVDS-kaapelin liitäntäpisteisiin

Kaapeliliitäntä kannettavan tietokoneen emolevyn ja LCD-näytön välillä lisää tietokoneen lähettämää kohinaa LVDS-signaalien harmonisten ja häiriöiden vuoksi. integroidut piirit sijaitsee signaalinsiirtolinjan varrella. Koska lähetettävien LVDS-signaalien taajuus saavuttaa satoja megahertsejä, on suositeltavaa käyttää NB-sarjan sirusuodattimia signaalin aaltomuodon vääristymien estämiseksi ja yhteismoodihäiriöiden vaimentamiseksi. Lähetettäessä differentiaalisia LVDS-signaaleja virtaavan virran synnyttämät magneettivuot kumoutuvat, mikä vähentää häiriöitä. Heijastuneiden signaalien läsnäolo voi kuitenkin johtaa epätasaisiin virtoihin, jotka kulkevat johdinparien läpi. Tässä tapauksessa yhteismuotoiset kuristimet toimivat muuntajina virtojen tasapainottamiseksi, mikä lopulta vähentää sähkömagneettisten häiriöiden tasoa.

Kohinanvaimennus LCD-liitännässä

Grafiikkaohjain on yhdistetty LCD-ajureihin useilla signaalilinjoilla, jotka vaihtuvat samanaikaisesti. Nämä kytkennät saavat suuren pulssivirran virtaamaan teho- ja maapiirien läpi. Siksi virran tulisi olla rajoitettu signaalilinjat. NB-sarjan ferriittilastusuodattimet sopivat hyvin näihin tarkoituksiin. Kellosignaalilinjoilla, erityisesti niillä, jotka toimivat suurilla nopeuksilla ja suurilla häiriötasoilla, käytetään HF- tai HP-sarjan suodattimia, joilla on korkea vaimennuskerroin ja taajuusvasteen jyrkkyys. Transienttivirtojen aiheuttamia häiriöitä esiintyy myös tehopiireissä. Siksi tehopiirien häiriöiden vaimentamiseksi asennetaan ferriittisirusuodattimet sekä shunttikondensaattorit. Taulukossa 4 on esimerkkejä ferriittisirusuodattimien tyypillisistä sovelluksista elektroniikkalaitteissa.

Taulukko 4. Eri sarjojen Chilisin-ferriittisirusuodattimien tyypillisiä käyttökohteita

Nimi	Kategoria sovellukset	Tyypillinen sovellukset	Perusparametrit
			Virta, mA	Impedanssi, kOhm
Häiriöiden suodatus signaalipiireissä, joiden kaistanleveys on enintään 1 GHz
S.B.	Yleinen sovellus	Älypuhelimet, kulutuselektroniikka, digikamerat	50…500	0.005…2.7
G.B.	Yleinen sovellus	Älypuhelimet, mobiililaitteet	100…500	0.007…2
Suodattava häiriö signaalipiireissä, joiden kaistanleveys on noin 1 GHz
HUOM.	Digitaaliset RF-signaalit	Videodekooderit, DSP-piirit, Bluetooth, älypuhelimet, digitaalikamerat, satelliittivastaanottimet, virittimet	50…500	0.005…2.7
Suodattavat häiriöt signaalipiireissä, joiden kaistanleveys on yli 1 GHz
HF; HP	Mikroaaltosignaalit yli 1 GHz	Mikroaaltovastaanottimet ja lähetin-vastaanottimet	50…2000	0.12…1.8
Suodattaa melua virtapiireissä, joiden virrat ovat enintään 6 A
P.B.	Yleiskäyttöiset virtapiirit	DC/DC-muuntimet, videodekooderit, USB/IEEE1394-piirit, LAN-liitännät, näytönohjaimet, digitaalikamerat	800…6000	0.005…1.5
UPB	Suurvirtapiirit	DC/DC-muuntimet	4000…6000	0.005…0.33

Yhteensopivuus ja vaihdettavuus

Chilisinin käyttämä monikerroksinen ferriittisirusuodatintekniikka on täysin yhdenmukainen johtavien valmistajien, kuten TDK, Murata, T-Yuden, Vishay, Sumida, Kemet, käyttämän monikerroksisen ferriittisirusuodatintekniikan kanssa. Chilisin-ferriittisirusuodattimet ovat parametreiltään täysin identtisiä muiden valmistajien sirusuodattimien kanssa, ja niitä voidaan suositella vaihtoehtoiseksi vaihtoehdoksi. Taulukossa 5 esitetyt ferriittisirusuodattimet ovat täydellisiä tai läheisiä analogeja vastaaville Chilisin-komponenteille.

Taulukko 5. Eri valmistajien Chilisin-ferriittisirusuodattimien analogien vastaavuus

Koko koodi mm/tuumaa	Yhtiö
	Chilisi	Murata	TDK	Taiyo Yuden
Sarja SB
0603/0201			MMZ0603SхххC
1005/0402			MMZ1005SхххC
1608/0603			MMZ1608SхххC
2012/0805	/		MMZ2012SхххC
0603/0201			MMZ0603YxxxC
1005/0402			MMZ1005YxxxC	/
1608/0603			MMZ1608YxxxC	/
2012/0805			MMZ2012YxxxC	–
Sarja GB
1608/0603			MMZ1608SхххC	–
2012/0805	/		MMZ2012SхххC
Sarja NB
1005/0402
1608/0603
2012/0805				–
1005/0402
1608/0603		–
0603/0201		BLM03AX(PG)	MPZ0603SхххC
1005/0402

Jokapäiväiseen elämäämme on ilmestynyt valtava määrä erilaisia ​​keinoja. tietokone teknologia, joka toimii suurtaajuusvirroilla. Loppujen lopuksi, mitä korkeampi taajuus, sitä suurempi tiedonkäsittelyn nopeus.

Korkeataajuiset virrat asettavat kuitenkin joukon teknisiä rajoituksia tällaisten signaalien lähettämiseen tarkoitettujen kaapelien liittämiselle. Tämä johtuu ensisijaisesti sivuvaikutuksista elektromagneettinen säteily ja vinkkejä (PEMIN).

Yksinkertaisin tapa torjua PEMINiä on lisätä induktanssia.

Induktanssi on indikaattori piirin läpi kulkevan virran määrän ja sen luoman magneettivuon välisestä suhteesta. Jos me puhumme suorista johtimista, niin induktanssilla tarkoitetaan magneettikentän energiaa kuvaavaa määrää (tässä virtaa pidetään vakioarvona).

Induktanssia voidaan lisätä käyttämällä erityistä ferriittirengasta. Alla olevasta kuvasta näet miltä ferriittisuodattimet näyttävät kaapeleissa.

Ferriitti renkaat– nämä ovat komponentteja virtapiiri, joita käytetään passiivisina elementteinä suurtaajuisten häiriöiden suodattamiseen lisäämällä johtimen induktanssia ja absorboimalla häiriötä tietyn kynnyksen yläpuolella.

Tällaiset ferriittisuodattimen ominaisuudet antavat materiaali, josta se on valmistettu – ferriitti.

Ferriitti on rautaoksidiin ja muiden metallien oksideihin perustuvien yhdisteiden yleinen nimi. Ferriitit yhdistävät ferromagneettien ja puolijohteiden (joskus eristeiden) ominaisuudet, ja siksi niitä käytetään kelaytiminä, kestomagneetteina, ne toimivat suurtaajuisten sähkömagneettisten aaltojen absorboijana jne.

Snap-on ferriittikaapelisuodattimet - toimintaperiaate

Ferriittisuodattimen suorituskyky riippuu suoraan sen materiaalin ominaisuuksista, josta se on valmistettu. Ferriitin ominaisuudet muuttuvat erilaisten metallien oksidien erityisistä lisäyksistä johtuen.

Ferriittirenkaita voidaan käyttää pohjimmiltaan useilla tavoilla:

1. Yksiytimisissä (yksivaiheisissa) johdoissa se voi päinvastoin absorboida säteilyä tietyllä alueella ja muuttaa häiriön lämpöenergia. Tällä tavalla ferriittirengas voi absorboida (leikata) negatiiviset taajuudet.
2. Yksijohtimissa johtimissa, joissa se toimii eräänlaisena vahvistimena, koska se palauttaa osan suurtaajuisesta magneettikentästä takaisin kaapeliin, mikä johtaa signaalin vahvistumiseen tietyllä alueella.
3. Kierretyissä johtimissa ferriitti toimii samanvaiheisena muuntajana, joka välittää epäsymmetriset signaalit kaapelissa (virtapulssit esimerkiksi datakaapeleissa tai tasavirtapiireissä) ja vaimentaa symmetrisiä signaaleja (jotka voivat johtua tällaisissa kaapeleissa vain sähkömagneettiset häiriöt).

Missä käyttää ja miten valita ferriittisuodatin

Jos puhumme käyttökäytännöstä, niin tehokaapeleissa ferriittirenkaita käytetään vähentämään häiriöitä, joita kaapelit itse voivat aiheuttaa, ja signaalissa (lähettävässä datassa) ferriitit vaimentavat mahdollisia ulkoisia häiriöitä ja häiriöitä.

Ferriittikaapelisuodattimet voivat olla sisäänrakennettuja (kaapeli myydään jo ferriittirenkaalla) tai erillisiä (useimmiten ne ovat langan ympärille napsauttavia malleja), jotka eivät vaadi itse kaapeliin muutoksia.

Lanka voidaan työntää ferriittisuodattimen keskelle (saataan yksikierroskela) tai se voi muodostaa useita kierroksia renkaan ympäri (toroidaalinen käämitys). Jälkimmäinen menetelmä lisää merkittävästi suodattimen tehokkuutta.

Jotta voit valita ferriittirenkaan, joka täyttää määritetyt vaatimukset, sinun on tiedettävä sen materiaalin ominaisuudet, josta se on valmistettu, ja tuotteen mitat.

Esimerkkinä alla oleva taulukko näyttää markkinoilla tarjottavien ferriittisuodattimien pääominaisuudet.

Merkintä	RF-35M	RF-50M	RF-70M	RF-90M	RF-110S	RF-110A	RF-130S	RF-130A
Impedanssi, ohm (taajuudella 50 MHz)	165	125	95	145	180	180	190	190
Kuvaaja impedanssista taajuuden funktiona, kuvassa nro.	4	5	6	7	3	8	3	3
Halkaisija reiät, mm	3.5	5	7	9	11	11	13	13
Koko, mm	25x12	25x13	30x16	35x20	35x20	33x23	39x30	39x30
Paino, g	6	6.5	12	22	44	40	50	50

Taajuus vs. impedanssi -kaavio

Impedanssi on sähköpiirin elementin sisäinen kokonaisvastus vaihtovirralle (harmoniselle) virralle (signaalille). Se mitataan, kuten tavallinen vastus, ohmeina.

Toinen ferriittisuodattimien tärkeä parametri on niiden magneettinen permeabiliteetti.

Magneettinen permeabiliteetti on kerroin, joka kuvaa aineen magneettisen induktion ja magneettikentän voimakkuuden välistä suhdetta.

Yllä olevan perusteella valmistajat turvautuvat seuraaviin merkintöihin osoittaakseen ferriittisuodattimien pääominaisuudet:

3000HH D * d * h, missä:

1. 3000 on ferriitin alkuperäisen magneettisen läpäisevyyden indikaattori,
2. HH on ferriittilaatu (useimmiten nämä ovat HH - yleiskäyttöisiä ferriittejä tai HM - heikkoja magneettikenttiä),
3. D – suurin (ulkoinen) halkaisija,
4. d – pienempi (sisäinen) halkaisija,
5. h on toroidin korkeus.

Tässä on tyypillisiä esimerkkejä ferriittien käytöstä:

• Grade 100NN voidaan käyttää kaapeleihin, joiden taajuudet ovat enintään 30 MHz,
• 400NN - taajuuksilla enintään 3,5 MHz,
• 600NN - taajuuksilla 1,5 MHz asti
• 1000 NN - 400 kHz asti.

Eli esimerkiksi antennin ferriittisuodattimen tulee olla HH-merkkistä.

Mutta on parasta valita ferriittisuodatin USB-kaapelille, jonka tuotemerkki on HM (kaapeleille, joissa on heikko magneettikenttä).

Brändien ja taajuuksien suhde on seuraava:

• 1000 NM - käytetään kaapeleiden kanssa, jotka toimivat enintään 1 MHz:n taajuudella,
• 1500 NM - enintään 600 kHz,
• 2000NM ja 3000NM - enintään 450 kHz.

Useimmissa tapauksissa riittää, kun valitset oikean ferriittisuodattimen ja napsauttavat sen kaapeliin lähemmäs laitteen liitäntäkohtaa.

Käämityskaavio ferriittirenkaan ympäri

Joissakin tapauksissa impedanssin lisäämiseksi voit kuitenkin tehdä useita kierroksia kaapelia ferriittirenkaan ympärillä, jolloin impedanssi kasvaa kierrosten lukumäärän neliön kerrannaisena. Eli kahdesta kierroksesta se on 4 kertaa ja 3 kierrosta jo 9 kertaa.

Käytännössä todellinen lisäys on tietysti hieman pienempi kuin teoreettinen.

Jotta ferriittirengas napsahtaa paikoilleen käämityksen jälkeen, on tarpeen määrittää etukäteen langan kierrosten lukumäärä ja laskea suodattimen sisähalkaisija niin, että se sulkeutuu murskaamatta kaapelia.

Olet luultavasti huomannut useammin kuin kerran, että kannettavan tietokoneen, näytön ja muiden elektronisten laitteiden johdoissa on outoja pullistumia sylinterin muodossa. Tämä tehdään syystä tai kauneuden vuoksi. Tosiasia on, että muovisylinteri on erityinen ferriittisuodatin. Ihmiset kutsuvat sitä usein suodattimeksi suurtaajuisten häiriöiden vaimentamiseen tai yksinkertaisemmin "kohina" -suodattimeksi. Miksi ja mihin sitä tarvitaan?

Tosiasia on, että mihin tahansa laitteeseen kytkettynä sähköverkko, on sähkömagneettisten aaltojen lähde, jotka puolestaan ​​ovat korkeataajuisia häiriöitä, jotka vaikuttavat muiden lähellä olevien laitteiden toimintaan. Pitkät ulkoiset virta- ja liitäntäkaapelit toimivat eräänlaisina antenneina, jotka lähettävät melko voimakkaasti häiriöitä ulkoiseen ympäristöön, jota laite aiheuttaa käytön aikana. Tämä voi vaikuttaa suuresti langattoman verkon suorituskykyyn WiFi-verkot, radiolaitteet ja tarkkuusinstrumentit Tämän estämiseksi kaapeli on suojattava. Mutta sitten sen hinta nousee huomattavasti! Ferriittirengas ja tästä materiaalista tehdyt suodattimet tulivat apuun.

Miten ferriittisuodatin toimii?

Ferriitti on erikoismateriaali, joka koostuu rautaoksidin ja useiden muiden metallien yhdisteestä, joka ei johda virtaa ja imee tehokkaasti elektromagneettiset aallot. Ferriittirengas on erinomainen magneettinen eriste ja suodattaa siten korkeataajuiset häiriöt ja sähkömagneettiset häiriöt. Se absorboi elektronisista laitteista tulevat sähkömagneettiset aallot ennen kuin ne vahvistetaan kaapelissa, kuten antennissa.

Ferriittisuodatin on tästä materiaalista valmistettu sylinterin muotoinen ydin, joka laitetaan kaapeliin joko heti tuotannossa tai myöhemmin. Kun asennat sen itse, se on sijoitettava mahdollisimman lähelle häiriölähdettä. Vain tämä estää häiriön siirtymisen laitteen suunnittelun muiden elementtien kautta, joissa on paljon vaikeampaa suodattaa se pois.

Säännöllisesti tietokonejärjestelmät, jonka löydät kotoa tai toimistosta, johtojen päistä, jotka yhdistävät järjestelmäyksikön hiirellä, näppäimistöllä, näytöllä jne. siellä on pieniä sylintereitä. Ne näkyvät usein myös kaapeleissa, jotka johtavat kannettavasta tietokoneesta tai tulostimesta virtalähteeseen. Tätä elementtiä kutsutaan ferriittisuodattimeksi (tai ferriittirenkaaksi, ferriittisylinteriksi). Sen tarkoituksena on vähentää sähkömagneettisten ja radiotaajuisten häiriöiden vaikutusta kaapelin kautta lähetettävään signaaliin.

Ferriittisuodatin on yksinkertaisesti kiinteä pala ferriittiä: rautaoksidin kemiallinen yhdiste muiden metallien oksidien kanssa, jolla on ainutlaatuiset magneettiset ominaisuudet ja alhainen sähkönjohtavuus, minkä vuoksi ferriiteillä ei ole kilpailijoita muiden magneettisten materiaalien joukossa suurtaajuustekniikassa. . Ferriittirenkaan käyttö lisää merkittävästi (useita satoja tai jopa tuhat kertaa) langan induktanssia, mikä varmistaa suurtaajuisten häiriöiden vaimennuksen. Ferriittirengas asennetaan kaapeliin sen valmistuksen aikana tai kahteen osaan leikattuna voidaan laittaa kaapeliin valmistuksen jälkeen. Ferriitti on pakattu muovikoteloon - jos leikkaat sen auki, näet sisällä metallipalan.

Tietokoneet ovat erittäin meluisia laitteita. Emolevy tietokoneen kotelossa värähtelee noin kilohertsin taajuudella. Näppäimistössä on erillinen prosessori, joka myös värähtelee korkeilla taajuuksilla. Kaikki tämä johtaa radiokohinan syntymiseen järjestelmän ympärillä. Useimmissa tapauksissa nämä äänet voidaan poistaa käyttämällä metallikoteloa, joka toimii suojana sähkömagneettisille kentille.

Toinen melun lähde ovat laitteita yhdistävät johdot. Ne toimivat hyvinä pitkinä antenneina, jotka poimivat signaaleja muista kaapeleista, radio- ja televisiolähettimistä ja vaikuttavat myös radio- ja tv-laitteiden toimintaan. Ferriitti eliminoi lähetyssignaalit. Ferriittisylinterit muuntavat korkeataajuisia sähkömagneettiset värähtelyt lämmössä. Siksi ne asennetaan useimpien johtojen päihin.

Riippuen kaapelin tyypistä ja sen paksuudesta, renkaat erilaisia ​​tyyppejä ferriittiä. Esimerkiksi monisäikeiseen kaapeliin (kuten datajohtoon, virtakaapeliin tai liitäntään: USB, video jne.) asennettu suodatin luo tälle alueelle samanvaiheisen muuntajan, joka välittää vaiheen vastaiset signaalit ( kuljettaa hyödyllistä tietoa), heijastaa (ei läpäise) yhteismuotoista häiriötä. Tässä tapauksessa absorboivaa ferriittiä ei tule käyttää tiedonsiirron häiriöiden välttämiseksi, ja korkeataajuisten ferromateriaalien käyttö on toivottavaa. Jos kaapeli on yksijohtiminen, on parempi etsiä materiaalista valmistettua suodatinta, joka hajottaa korkeataajuisia signaaleja sen sijaan, että heijastaisi ne takaisin kaapeliin.

Paksummat ferriittisylinterit auttavat torjumaan häiriöitä tehokkaammin. Mutta meidän on kiinnitettävä huomiota siihen, että liian suuret suodattimet eivät ole mukavia käyttää ja niiden työn tulos ei enää käytännössä eroa hieman pienemmistä suodattimista. Siksi tulisi käyttää optimaalisen kokoisia suodattimia: renkaan reiän leveyden tulisi ihanteellisesti vastata langan paksuutta, ja itse renkaan leveyden tulisi olla suunnilleen yhtä suuri kuin tämän kaapelin liittimien leveys.

Älä unohda, että ferriittirenkaat eivät auta torjumaan melua. Käytä paksumpia kaapeleita saadaksesi paremman johtavuuden! Valitse johdon pituus liitettyjen laitteiden välisen etäisyyden mukaan; älä osta pidempää kaapelia. NOIN enimmäispituus erilaisia ​​kaapeleita, joissa ne välittävät tietoa ilman häviötä, sanoimme