Ferrit szűrő. Ferritszűrő: mire valók a számítógépkábelek végén lévő hengerek? Clip-on ferrit kábelszűrők – Hogyan működnek
Monitorok, nyomtatók, videokamerák és egyéb számítástechnikai eszközök, ferrithenger műanyag héjban.
Mire való?
A ferrithenger egy pajzs, amely véd az elektromágneses interferencia és interferencia ellen: megakadályozza, hogy a továbbított jelet egy külső elektromágneses tér torzítsa, valamint megakadályozza a sugárzást elektromágneses mező(interferencia) a kábeltől a külső környezet felé.
Mi a védelem elve
A belső és külső számítógépes berendezések miniatűr antennaként működhetnek, mert az úgynevezett feszültség- és áramzajt elektromágneses sugárzássá alakítják. Az árnyékolatlanok interferenciát sugároznak a rézvezetőiken átfolyó közös módusú zajból, vagyis az összes vezetőn egy irányban átfolyó nagyfrekvenciás áram miatt. Ez az áram egy bizonyos nagyságú és irányú mágneses teret hoz létre.
A ferrit egy ferromágnes, amely nem vezet elektromos áramot (vagyis a ferrit mágneses szigetelő). A ferritekben nem keletkeznek örvényáramok, ezért nagyon gyorsan újramágneseződnek - a külső elektromágneses tér frekvenciájával időben ( védő tulajdonságaik hatékonysága ezen alapul).
A tömb belsejében héj nélküli ferritgyűrűk is találhatók.
Hogyan lehet növelni a ferrit zajcsökkentési hatékonyságát
1. Növelje a ferritmag által fedett rész hosszát.
2. Növelje meg a ferritmag keresztmetszetét.
3. A ferrit belső átmérője a lehető legközelebb legyen (ideális esetben egyenlő) a külső átmérőjével.
4. Ha megengedett tervezési jellemzők kábel-ferrit párok, akkor több fordulatot (általában egy vagy kettő) végezhet a ferritmag körül.
Összegezve a fentieket, elmondhatjuk, hogy a legjobb ferrit mag a leghosszabb és legvastagabb azok közül, amelyek egy adottra helyezhetők. Ebben az esetben a ferrit belső átmérőjének lehetőleg egybe kell esnie a külső átmérővel.
A ferrit használatának módja
Néha akciósan találhat levehető ferriteket műanyag héjban (hőre zsugorodó csőben), két retesszel. Hogyan kell használni őket?
A nyitott ferrithengert a kábelre kell helyezni, amelyet védeni kell az elektromágneses interferencia és a hangfelvétel ellen, körülbelül 3 cm-re a csúcstól. A henger héja körül hurkot készítenek. Ezt követően a héjat reteszeljük. A megbízhatóság érdekében a másik végét felszerelheti ferrit hengerrel.
Viszlát interferencia, helló torzítatlan jel!...
A ferrit chip szűrőket úgy tervezték, hogy elnyomják az elektromágneses interferenciát az elektronikai berendezések különböző alkatrészeiben, ahol nagy sűrűségű alkatrészeket szerelnek fel, magas működési frekvenciákat használnak, ahol magas szintű zajállóság és az EMI csökkentése szükséges. Tajvani cég használja a legtöbbet modern technológiák, többrétegű ferrit chip szűrők széles választékát gyártja, kiváló ár-teljesítmény aránnyal.
A ferritszűrő egy passzív elektromos alkatrész, amelyet a nagyfrekvenciás zajok elnyomására használnak az elektromos áramkörökben. A ferritszűrő-gyöngyök (ferritgyöngyök) üreges ferrithenger, gyűrű vagy tórusz formájában vannak kialakítva, amelyen belül áramvezető halad át. A ferritszűrő induktivitásának növelésére többfordulatú toroid tekercs is használható. A ferritszűrőket mind a jelvezetékeken használják a külső zaj csillapítására, mind a tápvezetékeken saját RF interferencia csökkentésére.
Többrétegű ferrit forgácsszűrők
A felületre szereléshez a ferrit szűrők tervezése többrétegű filmszerkezetes technológia alkalmazásával valósul meg. A kis térfogatú szűrők hatékonyságának növeléséhez nagy sűrűségű induktivitás szükséges. Ehhez integrált tekercset használnak, amely többrétegű filmszerkezetre készül.
A vékony hordozó minden rétegén egy tekercses félfordulatú filmszerkezet alakul ki. Két rétegen a tekercselés egy fordulata történik. Több tíz vagy száz réteg szinterezésekor vezetékszakaszok kapcsolódnak össze, aminek eredményeként ömlesztett tekercs jön létre, benne ferritmaggal. A rétegek vízszintes síkban (tipikus kialakítás) és függőleges síkban is elhelyezhetők (szűrők az 1 GHz feletti mikrohullámú tartományhoz). Az 1. ábra a réteg topológiákat mutatja ferrit chip szűrő szerkezetben.
A szerkezet mangán-cink és nikkel-cink ferrit filmeket használ. A különböző ferrit anyagok, méretű és topológiájú rétegek alkalmazása különböző paraméterű forgácsszűrők beszerzését teszi lehetővé.
A 2. ábra egy forgácsszűrő szerkezetét mutatja be integrált tekercsrétegekből álló vízszintes topológiával.
A hagyományos monolit ferritmag helyett egy további tekercsszerkezet alkalmazása lehetővé teszi a megnövelt impedanciát egy kisebb kiszerelésben. Valójában a ferrit chip szűrők egy része pontosan úgy van kialakítva, mint egy két elektródával rendelkező ferritrúd.
Az elektromágneses interferencia szűrésére szolgáló ferrit chip szűrőket többrétegű technológiával gyártják nikkel-cink ferromágneses anyagok felhasználásával. A 3. ábra a többrétegű ferrit chip szűrők felépítését és keletkezési folyamatát mutatja be. A tekercs szerkezete több réteg ferrit anyagból van kialakítva.
A többrétegű ferrit EMI szűrők gyártási technológiája teljesen megegyezik a többrétegű chip induktorok gyártásával. Csak bennük különféle típusú anyagokat használnak ferritrétegek kialakítására. A ferrit chip szűrőkhöz nagy abszorpciós anyagot használnak, a chip induktorokhoz pedig éppen ellenkezőleg, alacsonyabb abszorpcióval nagy frekvenciákon.
A ferrit chip szűrők nagyon hasonlítanak a kerámia kondenzátorokhoz. A 4. ábra mutatja kinézet Chilisin ferrit chip szűrő.
Chilisin Ferrit forgácsszűrők fő paraméterei
A chipszűrők kiválasztásának fő paraméterei a következők: működési frekvencia tartomány, impedancia 100 MHz tesztfrekvencián (ohmban), DC ellenállás (ohmban), legnagyobb megengedett áram, megengedett impedancia eltérés a névlegestől, alaktényező ( ház méretei ), valamint az üzemi hőmérséklet-tartományt.
A névleges impedanciát általában 100 MHz frekvencián adják meg. A mikrohullámú tartományhoz tipikus impedanciaértékek vannak megadva 1000 MHz frekvencián.
A névleges értéktől való megengedett eltérés relatív mértékegységben van megadva. A méretek, a névleges impedancia és az impedancia-szórás az alkatrésznévben szerepelnek. A szükséges szűrő kiválasztásához fontos tudni más paramétereket is, amelyek a címben nem szerepelnek. Ezek az alkatrész műszaki dokumentációjában vannak megadva. Ez:
- DC induktivitás ellenállás (ohmban);
- korlátozó üzemi áram, amelynél nem következik be az induktivitás ferrit anyagának telítése (mA-ban);
- az impedancia frekvenciaválasz típusa.
Az 1. táblázat mutatja a Chilisin ferrit chip szűrők lehetséges méreteit.
1. táblázat: Chilisin ferrit chip szűrők szabványos méretei
| Kód | Méret (HxSzxM), mm | EIA kód |
| 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 |
Névleges áram
Ez a maximális egyenáram, amely átfolyhat a szűrőchipen. A ferriteknél ez az az áramerősség, amelynél az alkatrész felmelegedése nem haladja meg a 20 °C-ot. Az alkatrészen átfolyó nagyobb áramoknál a ferrit telítődik, és ennek következtében akár 25%-kal is csökkenti az impedanciát.
DC ellenállás
A forgácsszűrő egyenáramú ellenállásának értéke a chip hosszától, a ferritben lévő rétegek számától, a vastagságtól és a konfigurációtól függ. Az ellenállás mérése szobahőmérsékleten történik. A chipszűrők egyenáramú ellenállása néhány mΩ-tól több ohmosig terjed, típustól függően.
A ferrit chip szűrők impedanciájának frekvenciakarakterisztikája
A ferrit chip szűrő ekvivalens áramköre egy sorba kapcsolt induktivitás és ellenállás.
Az ellenállás értéke erősen függ az áthaladó jel frekvenciájától. A ferrit EMI szűrők nagy visszafordulási veszteséggel rendelkező induktorok. Ez a funkció a fő különbség a chipszűrők és a chip induktorok között.
A chipszűrők speciális ferritekből készülnek, nagy mágneses visszafordítási veszteséggel. Ez az energia hő formájában szabadul fel. Hő az aktív ellenálláson keletkezik, nem az induktivitáson! A chipszűrő impedanciáját két összetevő határozza meg: aktív és reaktív. Az impedancia meghatározására szolgáló képlet:
ahol R az aktív komponens és X a reaktív. Mindkét összetevő frekvenciafüggő. Az egyes sorozatok chip induktivitására vonatkozó dokumentáció tartalmazza az impedancia és összetevőinek frekvenciakarakterisztikáját. Az 5. ábra egy ferrit chip szűrő tipikus impedancia frekvencia válaszát mutatja. X az impedancia reaktív része, R az aktív része, Z a teljes impedancia.
Amint az ábrán látható, 30 MHz után az aktív ellenállás érvényesül a reaktívnál. A rezonanciafrekvencia alatt a komponens impedanciáját alapvetően az induktív komponens határozza meg. 50…100 MHz tartományban változik a helyzet. A veszteségek aktív komponense a frekvencia növekedésével dominál, míg az induktív komponens nullára hajlik. A chipszűrők impedanciája a frekvenciával nő, ami igaz a chip induktorokra is. Az induktor (Z) impedanciájának fő jellemzője a reaktancia (X). Másrészt, mivel a szűrő ferrit anyagon alapul, amelynek nagy a vesztesége a nagy frekvenciákon, a nagyfrekvenciás tartomány fő jellemzője a rezisztív komponens (R). A közönséges induktivitáshoz képest a ferrit chip szűrő jobb EMI energiaelnyelő képességgel rendelkezik, nagyfrekvenciás zajelnyomást biztosítva.
Jelölési rendszer többrétegű ferrit chip szűrők Chilisin
A 6. ábra a Chilisin ferrit chip szűrők jelölését mutatja. Ez a jelölés a Chilisin EMI chip ferritszűrők következő sorozatára vonatkozik: SB, GB, PB, UPB, NB, HF, VPB.
- a sorozat nevét a technológia, valamint a tervezési és alkalmazási jellemzők határozzák meg;
- karosszéria méretei: A, B, C, mm;
- csomagolás típusa: T (tekercs típus) - tekercsben, B (ömlesztett) - ömlesztve;
- az impedancia névleges értékét 100 MHz-es vizsgálati frekvencián adják meg, például 10 ... 1000 ohm;
- a megengedett impedancia értékek szóráskódja a névleges értéktől. A névértéktől való megengedett eltérés a különböző csoportoknál relatív mértékegységben van megadva;
- eltérési kódok: Y = ±25%; M = ±20%; T = ±30%.
Megjegyzendő, hogy a ferrit EMI szűrőknél nem annyira az impedancia névleges pontossága a fontos, hanem a ferrit chip induktorok induktivitásértékének pontossága.
A 2. táblázat felsorolja a Chilisin által gyártott különféle ferrit többrétegű chipszűrők főbb paramétereit.
2. táblázat Chilisin ferrit chip szűrők alapvető paraméterei
| Név | Méretkód, mm/inch | Impedancia, Ohm | Működési áramkorlát, mA |
| LF jelláncokhoz 1 GHz-ig | |||
| ÚJ! | 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 | |
| ÚJ! | 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 | |
| Tápsínekhez 1 GHz-ig | |||
| ÚJ! | 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 | |
| ÚJ! | 1005/0402 | 33…600 | 900…3000 |
| ÚJ! | 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 jelláncok szűrésére 1 GHz-ig | |||
| 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 | |
| 1 GHz feletti mikrohullámú jelláncok szűrésére | |||
| 1005/0402 | 200…1000 | 250…450 | |
| 1005/0402 | 600…1800 | 200…300 | |
| 1 GHz feletti és nagy áramerősségű mikrohullámú áramkörök szűrésére | |||
| ÚJ! | 1005/0402 | 120…220 | 700…1500 |
| Nagyáramú áramkörök szűrésére 1 GHz-es sávszélességig | |||
| 1608/0603 | 10…600 | 2000…6000 | |
A ferrit chip szűrők tipikus impedancia frekvenciaválaszai
A megfelelő chipszűrő kiválasztásához fontos ismerni és figyelembe venni az impedancia frekvenciamenetét. Az alábbiakban referenciaként bemutatjuk a jel- és tápáramkörök szűrésére használt chipszűrők számos népszerű sorozatának tipikus impedancia frekvenciaválaszait.
GB sorozat
A 7. ábra a GB sorozat tipikus frekvenciamenetét mutatja.
A frekvencia növekedésével a szűrő impedanciája nő. A szűrőt viszonylag alacsony frekvenciájú áramkörökben használják, legfeljebb 1 GHz-es működési frekvenciával.
HF sorozat
Az 1 GHz-nél nagyobb üzemi frekvenciasávú HF ferrit chip szűrők új nagyfrekvenciás sorozatának kialakítása nem a rétegek hosszanti elrendezését (vízszintes), hanem keresztirányú (függőleges) alkalmazza. A 8. ábra a HF100505T sorozatú chipszűrő impedanciájának frekvenciamenetét mutatja.
PBY sorozatú chipszűrő
A 9. ábra egy PBY sorozatú ferrit chip szűrő impedanciájának frekvenciamenetét mutatja, amelyet legfeljebb 6 A üzemi áramú nagyáramú áramkörökben való használatra terveztek.
Chilisin forgácsszűrők kiválasztása és alkalmazása
A ferrit chip szűrő optimális típusának kiválasztásához mindenekelőtt meg kell határozni az interferencia spektrumát, az elnyomásuk szükséges szintjét és az üzemi áramok tartományát. Az alkalmazási feltételek alapján kerül kiválasztásra a forgácsszűrő impedanciája és megengedett DC ellenállása. A kapott paraméterek alapján kiválasztják a chipszűrő sorozatát és típusát, amely a szükséges hatékony interferencia-elnyomás sávjával rendelkezik. Az áramérték és az ellenállás különösen fontos chipszűrők tápáramkörökbe történő beszerelésekor. Először is ki kell választania azokat a típusokat, amelyek biztosítják a szűrő telítettség nélküli működését. A DC ellenállás értéke biztosítja a minimális feszültségesést.
3. táblázat: Tipikus impedancia értékek különböző áramkörökhöz
A ferrit chip szűrők tipikus alkalmazásai a következők:
- csengetési szűrés adatvonalakban;
- a tápfeszültség leválasztása;
- a föld szétválasztása.
A szűrőhatás a következőkkel növekszik:
- földre kapcsolt söntkondenzátorok segítségével. A kondenzátor értékének megválasztása az interferencia spektrumától és a csillapítási frekvenciától függ;
- alacsony kimeneti impedancia.
A chipszűrőket általában az interferencia forrásához a lehető legközelebb kell felszerelni, hogy csökkentsék a huzalantenna effektív hosszát a nagyfrekvenciás zajjal.
EMI-szűrők telepítése az interfészkábel csatlakozási pontjaira
Az interfészkábelekben a legnagyobb interferencia-elnyomást a kábelcsatlakozási pontokon ferrit chip szűrők alkalmazásával érhetjük el. A tábla tervezésekor nagyon fontos a minimális impedancia biztosítása magas frekvenciákon az EMI szűrő földelés (GND) érintkezője között. nyomtatott áramkörés fém tok.
Szűrés órabuszokon
A nagyfrekvenciás órajelek az RF interferencia forrásai. Az órajel és a zajfrekvencia egymáshoz közel helyezhető el. Ezért nagy csillapítási együtthatójú szűrőket kell használni, és a frekvenciaválasz meredeksége csökken - ferrit chip szűrők a nagy sebességű jelátviteli vonalakhoz.
EMI-szűrők telepítése jelbuszokra
A párhuzamos adatbuszok egyidejűleg több jelvonalat tartalmaznak. A cím- és adatbuszok jeleinek megváltoztatása jelentős növekedést okoz impulzusáram a földben (GND) és a tápáramkörökben áramló. Ezért korlátozni kell a jelvezetékeken átfolyó áramot.
Chipszűrők felszerelése LVDS kábelcsatlakozási pontokon
A laptop alaplapjának kábeles csatlakoztatása az LCD-hez növeli a számítógép által kibocsátott interferencia mértékét az LVDS jelek harmonikusai és az ebből származó interferencia miatt. integrált áramkörök jelátviteli vonal mentén helyezkedik el. Mivel a továbbított LVDS jelek frekvenciája eléri a több száz megahertzet, ajánlatos NB sorozatú chipszűrőket használni a hullámforma torzítás és a közös módú zajelnyomás elkerülése érdekében. Különböző LVDS jelek továbbításakor az áramló áram által létrehozott mágneses fluxusok kioltják egymást, ami csökkenti a zajszintet. A visszavert jelek jelenléte azonban a vezetőpárokon átfolyó áramok egyenlőtlenségéhez vezethet. Ebben az esetben a közös üzemmódú fojtótekercsek transzformátorként működnek az áramok kiegyenlítésére, ami végső soron csökkenti az elektromágneses interferencia szintjét.
Zajcsökkentés az LCD interfészen
A grafikus vezérlő az LCD meghajtókhoz több, egyidejűleg kapcsolt jelvonalon keresztül csatlakozik. Ezek a kapcsolások nagy túlfeszültséget eredményeznek a táp- és a testáramkörökön keresztül. Ezért az áramerősséget korlátozni kell jelzővonalak. Az NB sorozat ferrit chip szűrői kiválóan alkalmasak erre a célra. Az órajel vonalakon, különösen azokon, amelyek nagy sebességgel és nagy zajszinten üzemelnek, HF vagy HP sorozatú szűrőket használnak, amelyek nagy csillapítási együtthatóval és meredekséggel rendelkeznek a frekvencia-válasz csillapításában. A tranziens áramok okozta interferencia a tápáramkörökben is előfordul. Ezért a tápáramkörökben fellépő interferencia elnyomására ferrit chipszűrőket, valamint söntkondenzátorokat szerelnek fel. A 4. táblázat példákat mutat be a ferrit chip szűrők tipikus alkalmazásaira elektronikus berendezésekben.
4. táblázat Különböző sorozatú chilisin ferrit forgácsszűrők tipikus alkalmazásai
| Név | Kategória alkalmazások |
Tipikus alkalmazások |
Alapvető paraméterek | |
| Áram, mA | Impedancia, kOhm | |||
| Zajszűrés jelláncokban 1 GHz-ig | ||||
| SB | Általános alkalmazás | Okostelefonok, szórakoztató elektronikai cikkek, digitális fényképezőgépek | 50…500 | 0.005…2.7 |
| GB | Általános alkalmazás | Okostelefonok, mobil berendezések | 100…500 | 0.007…2 |
| Zajszűrés körülbelül 1 GHz-es sávszélességű jelláncokban | ||||
| Megjegyzés | Digitális RF jelek | Videó dekóderek, DSP áramkörök, Bluetooth, okostelefonok, digitális kamerák, műholdvevők, tunerek | 50…500 | 0.005…2.7 |
| Zajszűrés 1 GHz-nél nagyobb sávszélességű jelláncokban | ||||
| HF; HP | 1 GHz feletti mikrohullámú jelek | Mikrohullámú vevők és adó-vevők | 50…2000 | 0.12…1.8 |
| Zajszűrés 6 A-ig terjedő áramkörben | ||||
| PB | Általános célú áramkörök | DC/DC konverterek, videó dekóderek, USB/IEEE1394 áramkörök, LAN interfészek, videokártyák, digitális kamerák | 800…6000 | 0.005…1.5 |
| UPB | Nagyáramú áramkörök | DC/DC átalakítók | 4000…6000 | 0.005…0.33 |
Kompatibilitás és felcserélhetőség
A Chilisin többrétegű ferrit chip szűrő technológiája teljes mértékben összhangban van a többrétegű ferrit chip szűrő technológiával, amelyet olyan vezető gyártók használnak, mint a TDK, Murata, T-Yuden, Vishay, Sumida, Kemet. A Chilisin ferrit chip szűrők paramétereikben teljesen megegyeznek más gyártók chipszűrőivel, és alternatív csereként ajánlhatók. Az 5. táblázatban bemutatott ferrit chip szűrők sorozata a megfelelő Chilisin komponensek teljes vagy közeli analógja.
5. táblázat: Különböző gyártók Chilisin ferrit chip szűrőinek analógjai
| Méret kód, mm/inch |
Vállalat | |||
| Chilisin | Murata | TDK | Taiyo Yuden | |
| SB-sorozat | ||||
| 0603/0201 | MMZ0603SxxxC | |||
| 1005/0402 | MMZ1005SxxxC | |||
| 1608/0603 | MMZ1608SxxxC | |||
| 2012/0805 | / | MMZ2012SxxxC | ||
| 0603/0201 | MMZ0603YxxxC | |||
| 1005/0402 | MMZ1005YxxxC | / | ||
| 1608/0603 | MMZ1608YxxxC | / | ||
| 2012/0805 | MMZ2012YxxxC | – | ||
| GB sorozat | ||||
| 1608/0603 | MMZ1608SxxxC | – | ||
| 2012/0805 | / | MMZ2012SxxxC | ||
| NB sorozat | ||||
| 1005/0402 | ||||
| 1608/0603 | ||||
| 2012/0805 | – | |||
| 1005/0402 | ||||
| 1608/0603 | – | |||
| 0603/0201 | BLM03AX(PG) | MPZ0603SxxxC | ||
| 1005/0402 | ||||
Rengeteg erőforrás van mindennapi életünkben. Számítástechnika amely nagyfrekvenciás árammal működik. Hiszen minél nagyobb a frekvencia, annál nagyobb az információfeldolgozás sebessége.
A nagyfrekvenciás áramok azonban számos műszaki korlátozást támasztanak az ilyen jelek továbbítására szolgáló csatlakozókábelekkel szemben. Ez elsősorban a mellékhatásoknak köszönhető. elektromágneses sugárzásés hangszedők (PEMIN).
A PEMIN kezelésének legegyszerűbb módja az induktivitás növelése.
Az induktivitás az áramkörön áthaladó áram és az általa létrehozott mágneses fluxus arányának mutatója. Ha beszélgetünk egyenes vezetékekről, akkor az induktivitás egy mágneses tér energiáját jellemző érték (itt az áramot állandó értéknek tekintjük).
Az induktivitás egy speciális ferritgyűrűvel növelhető. Az alábbi képen látható, hogyan néznek ki a ferritszűrők a kábeleken.
ferrit gyűrűk azok az összetevők elektromos áramkör, amelyeket passzív elemként használnak a nagyfrekvenciás interferencia szűrésére a vezető induktivitásának növelésével és az adott küszöbértéket meghaladó interferencia elnyelésével.
A ferritszűrő ilyen tulajdonságait az az anyag adja, amelyből készült - a ferrit.
A ferrit a vas-oxidon és más fémek oxidjain alapuló vegyületek általános neve. A ferritek egyesítik a ferromágnesek és a félvezetők (néha dielektrikumok) tulajdonságait, ezért tekercsmagként, állandó mágnesként, nagyfrekvenciás elektromágneses hullámok elnyelőiként stb.
Clip-on ferrit kábelszűrők – Hogyan működnek
A ferritszűrő működése közvetlenül függ annak az anyagnak a jellemzőitől, amelyből készült. A különféle fémek oxidjainak speciális adalékai miatt a ferrit tulajdonságai megváltoznak.
Alapvetően számos módja van a ferritgyűrűk használatának:
- Az egymagos (egyfázisú) vezetékeken éppen ellenkezőleg, bizonyos tartományban képes elnyelni a sugárzást, átalakítva az interferenciát hőenergia. Így a negatív frekvenciákat a ferritgyűrű elnyelheti (levághatja).
- Egyeres vezetékeken, ahol egyfajta erősítőként működik, mivel a nagyfrekvenciás mágneses tér egy részét visszaadja a kábelnek, ami adott tartományban jelerősítéshez vezet.
- A sodrott vezetékeken a ferrit közös módú transzformátorként működik, amely a kábelben kiegyensúlyozatlan jeleket (áramimpulzusokat, például adatkábelekben vagy egyenáramú áramkörökben) továbbít, és csillapítja a kiegyensúlyozott jeleket (amit potenciálisan csak az ilyen kábelekben okozhat elektromágneses interferencia).
Hol használjuk és hogyan válasszunk ferritszűrőt
Ha már az alkalmazás gyakorlatáról beszélünk, akkor a tápkábeleken ferritgyűrűket használnak, hogy csökkentsék a maguk által a kábelek által keltett interferenciát, a jeleken (adatátvitel) pedig a ferritek tompítják az esetleges külső interferenciát és interferenciát.
A ferritkábeles szűrők lehetnek beépítettek (a kábelt már ferritgyűrűvel árulják) vagy különállóak (leggyakrabban a vezeték körül pattintható modellek), amelyek nem igényelnek semmilyen módosítást magán a kábelen.
A huzal behelyezhető a ferritszűrő közepébe (egyfordulatú tekercset kapunk), vagy több menetet is alakíthat a gyűrű körül (toroid tekercs). Ez utóbbi módszer jelentősen növeli a szűrő hatékonyságát.
Az adott követelményeknek megfelelő ferritgyűrű kiválasztásához ismernie kell annak az anyagnak a jellemzőit, amelyből készült, és a termék méreteit.
Például az alábbi táblázat a piacon kínált ferritszűrők főbb jellemzőit mutatja be.
| Jelzés | RF-35M | RF-50M | RF-70M | RF-90M | RF-110S | RF-110A | RF-130S | RF-130A |
| Impedancia, Ohm (50 MHz-es frekvenciához) | 165 | 125 | 95 | 145 | 180 | 180 | 190 | 190 |
| Az impedancia és a frekvencia grafikonja a 2. ábrán. | 4 | 5 | 6 | 7 | 3 | 8 | 3 | 3 |
| Átmérő lyukak, mm | 3.5 | 5 | 7 | 9 | 11 | 11 | 13 | 13 |
| Méret, mm | 25x12 | 25x13 | 30x16 | 35x20 | 35x20 | 33x23 | 39x30 | 39x30 |
| Súly, g | 6 | 6.5 | 12 | 22 | 44 | 40 | 50 | 50 |
A frekvencia és az impedancia grafikonja
Az impedancia egy elektromos áramkör elemének a váltakozó (harmonikus) árammal (jellel) szembeni teljes belső ellenállása. A normál ellenálláshoz hasonlóan ohmban mérik.
A ferritszűrők másik fontos paramétere a mágneses permeabilitása.
A mágneses permeabilitás olyan együttható, amely az anyag mágneses indukciója és mágneses térerőssége közötti kapcsolatot jellemzi.
A fentiek alapján a ferritszűrők főbb tulajdonságainak jelzésére a gyártók a következő jelölést használják:
3000HH D * d * h, ahol:
- A 3000 a ferrit kezdeti mágneses permeabilitásának mutatója,
- A HH a ferrit minősége (leggyakrabban HH - általános célú ferrit vagy HM - gyenge mágneses mezőkhöz),
- D a legnagyobb (külső) átmérő,
- d a kisebb (belső) átmérő,
- h a toroid magassága.
Itt vannak tipikus példák a ferrit használatára:
- A 100НН márka 30 MHz-ig terjedő frekvenciájú kábelekhez használható,
- 400НН - 3,5 MHz-nél nem magasabb frekvenciákkal,
- 600НН - 1,5 MHz-ig terjedő frekvenciákkal
- 1000НН - 400 kHz-ig.
Vagyis például az antenna ferritszűrőjének HH márkájúnak kell lennie.
De az USB-kábel ferritszűrőjét a legjobb a HM márkával választani (gyenge mágneses térrel rendelkező kábelekhez).
A márkák és a gyakoriságok aránya a következő:
- 1000 NM - 1 MHz-nél nem nagyobb frekvencián működő kábelekhez használják,
- 1500 NM - legfeljebb 600 kHz,
- 2000 NM és 3000 NM - legfeljebb 450 kHz.
A legtöbb esetben elegendő kiválasztani a megfelelő ferritszűrőt, és a készülék csatlakozási pontjához közelebb pattintani a kábelre.
A tekercselés vázlata egy ferritgyűrű körül Bizonyos esetekben azonban az impedancia növelése érdekében a kábelt többször is megteheti a ferritgyűrű körül, majd az impedancia a menetek számának négyzetének többszörösével nő. Vagyis két fordulatból 4-szer, 3-ból pedig már 9-szer.
A gyakorlatban természetesen a valós növekedés valamivel kisebb, mint az elméleti.
Ahhoz, hogy a ferritgyűrű a tekercselés után a helyére pattanjon, előre meg kell határozni a huzal fordulatszámát, és ki kell számítani a szűrő belső átmérőjét, hogy a kábel áthelyezése nélkül zárjon.
Valószínűleg többször is észrevette, hogy a laptop, a monitor és más elektronikus berendezések vezetékein érthetetlen megvastagodások vannak henger formájában. Ez nem csak így vagy a szépség miatt történik. Az a tény, hogy a műanyag henger egy speciális ferritszűrő. Népszerûen a nagyfrekvenciás interferencia elnyomására szolgáló szűrőként, vagy egyszerûbben „zaj” szűrőként emlegetik. Miért és miért van rá szükség?
Az a tény, hogy bármely eszköz csatlakoztatva van elektromos hálózat, elektromágneses hullámok forrása, amelyek viszont nagyfrekvenciás interferenciát jelentenek, amelyek befolyásolják a közelben lévő egyéb eszközök működését. A hosszú külső táp- és interfészkábelek egyfajta antennaként működnek, amelyek elég sok interferenciát sugároznak a külső környezetbe, amit a berendezés működés közben kelt. Ez nagymértékben befolyásolhatja a vezeték nélküli teljesítményt. WiFi hálózatok, rádióberendezések és precíziós műszerek Ennek elkerülése érdekében a kábelt árnyékolni kell. De akkor az ára az egekbe szökik! Egy ferritgyűrű és ebből az anyagból készült szűrők jöttek a segítségre.
Hogyan működik a ferritszűrő?
A ferrit egy speciális anyag, amely vas-oxid és számos más fém kombinációjából áll, amely nem vezet áramot és hatékonyan elnyeli. elektromágneses hullámok. A ferritgyűrű kiváló mágneses szigetelő, így kiszűri a nagyfrekvenciás zavarokat és az elektromágneses zajokat. Felveszi az elektromágneses hullámokat az elektronikus berendezések kimenetén, mielőtt azok felerősítenének a kábelben, mint az antennában.
A ferritszűrő egy ebből az anyagból készült mag henger formájában, amelyet a gyártás során azonnal vagy később helyeznek fel a kábelre. Ha saját maga telepíti, a lehető legközelebb kell elhelyezni az interferencia forrásához. Csak ez akadályozza meg az interferencia átvitelét a készülék más szerkezeti elemein keresztül, ahol sokkal nehezebb kiszűrni azokat.
Rendszeresen számítógépes rendszerek, amelyet otthon vagy az irodában találhat, a rendszeregységet összekötő vezetékek végén az egérrel, billentyűzettel, monitorral stb. kis hengerek. Gyakran láthatók a laptoptól vagy nyomtatótól a tápegységhez vezető kábeleken is. Ezt az elemet ferritszűrőnek (vagy ferritgyűrűnek, ferrithengernek) nevezik. Célja, hogy csökkentse az elektromágneses és rádiófrekvenciás interferencia hatását a kábelen továbbított jelre.
A ferritszűrő csak egy szilárd ferritdarab: a vas-oxid és más fémek oxidjainak kémiai vegyülete, amely egyedülálló mágneses tulajdonságokkal és alacsony elektromos vezetőképességgel rendelkezik, így a ferritek a magas frekvenciájú technológiában páratlanok más mágneses anyagokkal szemben. A ferritgyűrű használata jelentősen (több százszoros, akár ezerszeres) növeli a vezeték induktivitását, ami biztosítja a nagyfrekvenciás interferencia elnyomását. A ferritgyűrűt a kábelre a gyártás során szerelik fel, vagy két részre vágva a gyártás után is ráhelyezhető a kábelre. A ferrit műanyag tokba van csomagolva - ha felvágod, egy fémdarabot látsz benne.
A számítógépek nagyon "zajos" eszközök. Alaplap számítógépházban körülbelül egy kilohertz frekvencián oszcillál. A billentyűzet külön processzorral rendelkezik, amely szintén magas frekvencián oszcillál. Mindez rádiózaj keletkezéséhez vezet a rendszer körül. A legtöbb esetben ezek a zajok kiküszöbölhetők, ha fémházat használnak az elektromágneses mezők árnyékolásaként.
Egy másik zajforrás az eszközöket összekötő vezetékek. Jó, hosszú antennaként működnek, felveszik a jeleket más kábelekről, rádió- és tévéadókról, és befolyásolják a rádió- és tévékészülékek működését is. A ferrit kiküszöböli a sugárzott jeleket. A ferrit hengerek nagyfrekvenciát alakítanak át elektromágneses rezgések a melegbe. Ezért a legtöbb vezeték végére vannak felszerelve.
A kábel típusától és vastagságától függően gyűrűk különféle típusok ferrit. Például egy többeres kábelre (például adatkábelre, tápkábelre vagy interfészre: USB, videó stb.) telepített szűrő ebben a szakaszban közös módú transzformátort hoz létre, amely az ellenfázisú jeleket átadva ( hasznos információkat hordoz), tükrözi (nem adja át) a közös módú interferenciát. Ebben az esetben abszorbeáló ferritet nem szabad használni az adatátvitel megzavarásának elkerülése érdekében, és kívánatos a magasabb frekvenciájú ferromanyagok használata. Ha a kábel egyszálú, célszerű olyan szűrőanyagot keresni, amely szétszórja a nagyfrekvenciás jeleket, nem pedig visszaveri őket a kábelbe.
A vastagabb ferrithengerek segítenek az interferencia hatékonyabb kezelésében. De figyelni kell arra, hogy a túl nagy szűrőket nem kényelmes használni, és munkájuk eredménye a gyakorlatban már nem különbözik a kicsit kisebb szűrőkétől. Ezért optimális méretű szűrőket kell használni: a gyűrűnyílás szélessége ideális esetben egyezzen meg a vezeték vastagságával, és magának a gyűrűnek a szélessége megközelítőleg egyenlő legyen a kábelcsatlakozók szélességével.
Ne felejtse el, hogy nem csak a ferritgyűrűk segítenek a zaj kezelésében. A jobb vezetőképesség érdekében használjon vastagabb kábeleket! Válassza ki a vezeték hosszát a csatlakoztatott eszközök távolsága alapján, ne vásároljon hosszabb kábelt. RÓL RŐL maximális hossza különféle kábelek, amelyekkel veszteség nélkül továbbítják az információt, beszélgettünk
