Ferīta filtrs. Ferīta filtrs: kam paredzēti cilindri datora kabeļu galos? Uzspiežamie ferīta kabeļu filtri – darbības princips
Monitori, printeri, videokameras un cita datortehnika, ferīta cilindrs plastmasas apvalkā.
Kam tas paredzēts?
Ferīta cilindrs ir vairogs, kas aizsargā pret elektromagnētiskiem traucējumiem un traucējumiem: tas novērš signāla kropļojumus, kas tiek pārraidīti caur ārējo elektromagnētisko lauku, kā arī novērš starojumu. elektromagnētiskais lauks(traucējumi) no kabeļa uz ārējo vidi.
Uz kā balstās aizsardzības princips?
Iekšējās un ārējās datoru iekārtas var darboties kā miniatūras antenas, jo tās pārvērš tā saukto sprieguma un strāvas troksni elektromagnētiskajā starojumā. Neekranēti izstaro troksni, ko izraisa kopējā režīma troksnis, kas plūst caur to vara vadītājiem, tas ir, augstfrekvences strāva, kas plūst vienā virzienā caur visiem vadītājiem. Šī strāva rada noteikta lieluma un virziena magnētisko lauku.
Ferīts ir feromagnēts, kas nevada elektrisko strāvu (tas ir, patiesībā ferīts ir magnētiskais izolators).Ferītos nerodas virpuļstrāvas, un tāpēc tās ļoti ātri pārmagnetizējas - laikā ar ārējā elektromagnētiskā lauka frekvenci. (uz to balstās to aizsargājošo īpašību efektivitāte).
Kluča iekšpusē atrodami arī ferīta gredzeni bez čaumalas.
Kā palielināt ferīta trokšņu samazināšanas efektivitāti
1. Palieliniet tās daļas garumu, ko sedz ferīta serde.
2. Palieliniet ferīta serdes šķērsgriezumu.
3. Ferīta iekšējam diametram jābūt pēc iespējas tuvākam (ideālā gadījumā vienādam) ārējam diametram.
4. Ja atļauts dizaina iezīmes kabeļa-ferīta pārus, jūs varat veikt vairākus pagriezienus (parasti vienu vai divus) ap ferīta serdi.
Apkopojot iepriekš minēto, mēs varam teikt, ka vislabākais ferīta kodols ir garākais un biezākais, ko var novietot uz konkrēta. Šajā gadījumā ferīta iekšējam diametram, ja iespējams, jāsakrīt ar ārējo diametru.
Kā lietot ferītu
Dažkārt pārdošanā var atrast noņemamus ferītus plastmasas apvalkā (termiskās saraušanās caurulē) ar diviem aizbīdņiem. Kā tos izmantot?
Atvērtais ferīta cilindrs tiek novietots uz kabeļa, kas ir jāaizsargā no elektromagnētiskiem traucējumiem un traucējumiem, aptuveni 3 cm attālumā no gala. Ap cilindra apvalku tiek izveidota cilpa. Pēc tam apvalks nofiksējas vietā. Lai nodrošinātu uzticamību, otru galu varat aprīkot ar ferīta cilindru.
Uz redzēšanos, iejaukšanās, sveiks, neizkropļots signāls!..
Ferīta mikroshēmu filtri ir paredzēti, lai novērstu elektromagnētiskos traucējumus dažādos elektronisko iekārtu komponentos, kas izmanto augsta blīvuma komponentus, augstas darbības frekvences, kur ir nepieciešams augsts trokšņu noturības līmenis un EMI līmeņa samazināšana. Taivānas uzņēmums izmanto visvairāk modernās tehnoloģijas, ražo plašu daudzslāņu ferīta mikroshēmu filtru klāstu ar izcilu cenas un kvalitātes attiecību.
Ferīta filtrs ir pasīva elektriskā sastāvdaļa, ko izmanto, lai slāpētu augstfrekvences troksni elektriskās ķēdēs. Ferīta filtra lodītes ir veidotas ferīta doba cilindra, gredzena vai tora veidā, kura iekšpusē iet strāvas vadītājs. Lai palielinātu ferīta filtra induktivitāti, var izmantot vairāku apgriezienu toroidālo tinumu. Ferīta filtrus izmanto gan uz signāla vadiem, lai samazinātu ārējos traucējumus, gan uz strāvas vadiem, lai samazinātu savus RF traucējumus.
Daudzslāņu ferīta skaidu filtri
Virsmas montāžai ferīta filtru dizains tiek realizēts, izmantojot daudzslāņu plēves struktūras tehnoloģiju. Lai palielinātu filtru efektivitāti mazos apjomos, ir nepieciešama augsta blīvuma induktivitāte. Šim nolūkam tiek izmantots integrēts tinums, kas izgatavots uz daudzslāņu plēves struktūras.
Uz katra plānas pamatnes slāņa veidojas pusapgrieziena tinuma plēves struktūra. Viens tinuma pagrieziens tiek veikts uz diviem slāņiem. Saķepinot desmitiem vai simtiem slāņu, tiek savienotas vadītāju sekcijas, kā rezultātā veidojas trīsdimensiju spole ar ferīta stieni iekšpusē. Slāņi var atrasties gan horizontālā plaknē (standarta dizains), gan vertikālā plaknē (filtri mikroviļņu diapazonam virs 1 GHz). 1. attēlā parādītas slāņu topoloģijas ferīta mikroshēmu filtra struktūrā.
Konstrukcijā izmantotas mangāna-cinka un niķeļa-cinka ferīta plēves. Dažādu ferīta materiālu, izmēru un slāņu topoloģiju izmantošana nodrošina mikroshēmu filtrus ar dažādiem parametriem.
2. attēlā parādīta mikroshēmu filtra struktūra ar horizontālu integrālo tinumu slāņu topoloģiju.
Papildu spoles struktūras izmantošana parastā monolīta ferīta stieņa vietā nodrošina lielāku pretestību mazākā iepakojumā. Faktiski noteikta daļa ferīta mikroshēmu filtru ir veidoti tieši tāpat kā ferīta stienis ar diviem elektrodiem.
Ferīta mikroshēmu filtri elektromagnētisko traucējumu filtrēšanai tiek ražoti, izmantojot daudzslāņu tehnoloģiju, izmantojot niķeļa-cinka feromagnētiskos materiālus. 3. attēlā parādīta daudzslāņu ferīta mikroshēmu filtru uzbūve un veidošanās process. Spoles struktūra veidota vairākos ferīta materiāla slāņos.
Daudzslāņu ferīta EMI filtru ražošanas tehnoloģija ir tieši tāda pati kā daudzslāņu mikroshēmu induktoru ražošanai. Tikai tajos ferīta slāņu veidošanai tiek izmantoti dažāda veida materiāli. Ferīta mikroshēmu filtriem tiek izmantots materiāls ar augstu absorbciju, bet mikroshēmu induktoriem, gluži pretēji, ar mazāku absorbciju augstās frekvencēs.
Ferīta mikroshēmu filtri pēc izskata ir ļoti līdzīgi keramiskajiem kondensatoriem. 4. attēlā parādīts izskatsČilizīna ferīta skaidu filtrs.
Chilisin ferīta mikroshēmu filtru galvenie parametri
Galvenie parametri, pēc kuriem tiek izvēlēti mikroshēmu filtri, ir: darba frekvenču diapazons, pretestība pie testa frekvences 100 MHz (omos), līdzstrāvas pretestība (omos), maksimālā pieļaujamā strāva, pieļaujamā pretestības novirze no nominālās, formas koeficients ( korpuss izmēri), kā arī darba temperatūras diapazons.
Nominālā pretestība parasti tiek norādīta ar frekvenci 100 MHz. Mikroviļņu diapazonam tipiskās pretestības vērtības ir norādītas ar frekvenci 1000 MHz.
Pieļaujamā novirze no nominālvērtības ir norādīta relatīvās vienībās. Izmēri, pretestības reitings un pretestības izkliede ir iekļauti komponenta nosaukumā. Lai izvēlētos vajadzīgo filtru, ir svarīgi zināt citus parametrus, kas nav norādīti nosaukumā. Tie ir norādīti komponenta tehniskajā dokumentācijā. Šis:
- DC induktivitātes pretestība (omi);
- maksimālā darba strāva, pie kuras ferīta induktors nepiesātinās (mA);
- pretestības frekvences reakcijas veids.
1. tabulā parādīti iespējamie Chilisin ferīta mikroshēmu filtru izmēri.
1. tabula. Chilisin ferīta mikroshēmu filtru standarta izmēri
| Kods | Izmērs (LxWxH), mm | IVN kods |
| 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 |
Nominālā strāva
Šī ir maksimālā līdzstrāva, kas var plūst caur filtra mikroshēmu. Attiecībā uz ferītiem to definē kā strāvu, pie kuras sastāvdaļas sildīšana nepārsniedz 20°C. Ar lielākām strāvām, kas plūst caur komponentu, ferīts kļūst piesātināts, un rezultātā pretestība samazinās līdz pat 25%.
Līdzstrāvas pretestība
Mikroshēmas filtra līdzstrāvas pretestības vērtība ir atkarīga no mikroshēmas garuma, slāņu skaita ferītā, biezuma un konfigurācijas. Izturību mēra istabas temperatūrā. Mikroshēmu filtriem ir līdzstrāvas pretestība, kas svārstās no vairākiem mOm līdz vairākiem omiem atkarībā no veida.
Ferīta mikroshēmu filtru pretestības frekvences raksturlielumi
Ferīta mikroshēmas filtra ekvivalentā ķēde ir virknē savienota induktivitāte un pretestība.
Pretestības lielums ir ļoti atkarīgs no garāmejošā signāla frekvences. Ferīta EMI filtri ir induktori ar lieliem magnetizācijas maiņas zudumiem. Šī funkcija ir galvenā atšķirība starp mikroshēmu filtriem un mikroshēmu induktoriem.
Mikroshēmu filtri ir izgatavoti no īpašiem ferītiem ar lieliem magnetizācijas maiņas zudumiem. Šī enerģija tiek atbrīvota siltuma veidā. Siltums rodas ar aktīvo pretestību, nevis ar induktivitāti! Mikroshēmas filtra pretestību nosaka divas sastāvdaļas: aktīvā un reaktīvā. Formula pretestības noteikšanai:
kur R ir aktīvā sastāvdaļa un X ir reaktīvā sastāvdaļa. Abas sastāvdaļas ir atkarīgas no frekvences. Katras sērijas mikroshēmas induktivitātes dokumentācijā ir sniegti pretestības un tās komponentu frekvences raksturlielumi. 5. attēlā parādīta tipiska ferīta mikroshēmas filtra pretestības frekvences reakcija. X ir pretestības reaktīvā daļa, R ir aktīvā daļa, Z ir kopējā pretestība.
Kā redzams attēlā, pēc 30 MHz aktīvā pretestība dominē pār reaktīvo. Zem rezonanses frekvences komponenta pretestību būtībā nosaka induktīvā komponente. 50...100 MHz diapazonā situācija mainās. Zaudējumu aktīvā sastāvdaļa dominē ar pieaugošo biežumu, un induktīvā komponente ir tendence uz nulli. Mikroshēmu filtru pretestība palielinās līdz ar frekvenci, kas ir raksturīgi arī mikroshēmu induktoriem. Induktīvās pretestības (Z) galvenais raksturlielums ir pretestība (X). No otras puses, tā kā filtra pamatā ir ferīta materiāls, kuram ir lieli zudumi augstās frekvencēs, galvenais raksturlielums augstfrekvenču diapazonā ir pretestības komponents (R). Salīdzinot ar parasto induktivitāti, ferīta mikroshēmas filtram ir labāka EMI enerģijas absorbcijas spēja, nodrošinot augstas frekvences trokšņu slāpēšanas efektu.
Apzīmējumu sistēma Chilisin daudzslāņu ferīta mikroshēmu filtriem
6. attēlā parādīta Chilisin ferīta mikroshēmu filtru apzīmējumu sistēma. Šī apzīmējumu sistēma ir piemērojama šādām Chilisin mikroshēmu ferīta EMI filtru sērijām: SB, GB, PB, UPB, NB, HF, VPB.
- sērijas nosaukumu nosaka tehnoloģija, kā arī dizaina un pielietojuma īpatnības;
- korpusa izmēri: A, B, C, mm;
- iepakojuma veids: T (tipa spole) – spolē, B (beram) – beztaras;
- nominālās pretestības vērtība tiek dota pie pārbaudes frekvences 100 MHz, piemēram, 10...1000 Ohm;
- kods pieļaujamo pretestības vērtību izkliedei no nominālās. Pieļaujamā novirze no nominālvērtības dažādām grupām norādīta relatīvās vienībās;
- noviržu kodi: Y = ±25%; M = ±20%; T = ±30%.
Jāpiebilst, ka ferīta EMI filtriem svarīga ir ne tik daudz pretestības reitinga augstā precizitāte, bet gan ferīta mikroshēmu induktoru induktivitātes vērtības precizitāte.
2. tabulā parādīti galvenie parametri dažādām Chilisin ražoto ferīta daudzslāņu mikroshēmu filtru sērijām.
2. tabula. Chilisin ferīta mikroshēmu filtru pamatparametri
| Vārds | Izmēra kods, mm/collā | Impedance, Ohm | Ierobežot darba strāvu, mA |
| LF signāla shēmām līdz 1 GHz | |||
| JAUNUMS! | 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 | |
| JAUNUMS! | 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 | |
| Strāvas sliedēm līdz 1 GHz | |||
| JAUNUMS! | 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 | |
| JAUNUMS! | 1005/0402 | 33…600 | 900…3000 |
| JAUNUMS! | 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 signālu ķēžu filtrēšanai līdz 1 GHz joslas platumam | |||
| 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 | |
| Mikroviļņu signālu ķēžu filtrēšanai ar joslas platumu virs 1 GHz | |||
| 1005/0402 | 200…1000 | 250…450 | |
| 1005/0402 | 600…1800 | 200…300 | |
| Mikroviļņu ķēžu filtrēšanai ar joslas platumu virs 1 GHz un lielu strāvu | |||
| JAUNUMS! | 1005/0402 | 120…220 | 700…1500 |
| Lielas strāvas ķēžu filtrēšanai ar joslas platumu līdz 1 GHz | |||
| 1608/0603 | 10…600 | 2000…6000 | |
Ferīta mikroshēmu filtru tipiskās pretestības frekvences īpašības
Lai izvēlētos piemērotu mikroshēmu filtru, ir svarīgi zināt un ņemt vērā pretestības frekvences reakciju. Zemāk atsaucei ir sniegti tipiski pretestības frekvences raksturlielumi vairākām populārām mikroshēmu filtru sērijām, ko izmanto filtrēšanai signālu un strāvas ķēdēs.
Sērija GB
7. attēlā parādīti GB sērijas tipiskie frekvences raksturlielumi.
Palielinoties frekvencei, palielinās filtra pretestība. Filtru izmanto salīdzinoši zemas frekvences ķēdēs ar darba frekvencēm līdz 1 GHz.
HF sērija
Jaunās HF ferīta mikroshēmu filtru sērijas augstfrekvences dizainā ar darbības frekvenču joslu virs 1 GHz tiek izmantots nevis slāņu gareniskais izvietojums (horizontālais), bet gan šķērsvirziena (vertikāls). 8. attēlā parādīta HF100505T sērijas mikroshēmas filtra pretestības frekvences reakcija.
PBY sērijas mikroshēmu filtrs
9. attēlā parādīta PBY sērijas ferīta mikroshēmu filtra pretestības frekvences reakcija, kas paredzēta izmantošanai augstas strāvas ķēdēs ar darba strāvu līdz 6 A.
Chilisin mikroshēmu filtru izvēle un pielietošana
Lai izvēlētos optimālo ferīta mikroshēmu filtra veidu, vispirms tiek noteikts traucējumu spektrs, nepieciešamais slāpēšanas līmenis un darba strāvu diapazons. Pamatojoties uz pielietojuma apstākļiem, tiek izvēlēta mikroshēmu filtra pretestība un pieļaujamā līdzstrāvas pretestība. Pamatojoties uz iegūtajiem parametriem, tiek izvēlēta mikroshēmu filtra sērija un veids ar nepieciešamo efektīvo trokšņu slāpēšanas joslu. Strāvas vērtība un pretestība ir īpaši svarīgas, uzstādot mikroshēmu filtrus strāvas ķēdēs. Pirmkārt, jums ir jāizvēlas veidi, kas nodrošina filtra darbību bez piesātinājuma. Līdzstrāvas pretestības vērtība nodrošinās minimālo sprieguma kritumu.
3. tabula. Dažādu ķēžu raksturīgās pretestības vērtības
Tipiski ferīta mikroshēmu filtru pielietojumi ir:
- “zvana” filtrēšana datu līnijās;
- barošanas sprieguma atsaistīšana;
- zemes atsaistīšana.
Filtrēšanas efekts palielinās ar:
- izmantojot šunta kondensatorus, kas savienoti ar zemi. Kondensatora vērtības izvēle ir atkarīga no traucējumu spektra un vājināšanās frekvences;
- avota zema izejas pretestība.
Mikroshēmu filtri parasti tiek uzstādīti pēc iespējas tuvāk traucējumu avota ierīcei, lai samazinātu antenas vada efektīvo garumu ar augstfrekvences troksni.
EMI filtru uzstādīšana interfeisa kabeļa savienojuma vietās
Vislielāko interfeisa kabeļu traucējumu novēršanu var panākt, izmantojot ferīta mikroshēmu filtrus kabeļa savienojuma vietās. Projektējot plati, ir ļoti svarīgi nodrošināt minimālo pretestību augstās frekvencēs starp EMI filtra zemējuma tapu (GND). iespiedshēmas plate un metāla korpuss.
Filtrēšana uz pulksteņa signālu kopnēm
Augstas frekvences pulksteņa signāli ir RF traucējumu avoti. Pulksteņa un trokšņu frekvences var būt tuvu viena otrai. Tāpēc nepieciešams izmantot filtrus ar augstu vājinājuma koeficientu un frekvences reakcijas slīpumu stāvumu - ferīta mikroshēmu filtrus ātrgaitas signālu pārraides līnijām.
EMI filtru uzstādīšana signālu kopnēs
Paralēlās datu kopnes satur vairākas signāla līnijas, kas pārslēdzas vienlaicīgi. Signālu maiņa adreses un datu kopnēs izraisa ievērojamu pieaugumu impulsa strāva kas plūst zemē (GND) un strāvas ķēdēs. Tāpēc ir nepieciešams ierobežot strāvu, kas plūst caur signāla līnijām.
Mikroshēmu filtru uzstādīšana LVDS kabeļa pieslēguma vietās
Kabeļa savienojums starp klēpjdatora mātesplati un LCD displeju palielina datora izstarotā trokšņa līmeni LVDS signālu harmonikas un traucējumu dēļ. integrālās shēmas atrodas gar signāla pārraides līniju. Tā kā pārraidīto LVDS signālu frekvence sasniedz simtiem megahercu, ieteicams izmantot NB sērijas mikroshēmu filtrus, lai novērstu signāla viļņu formas kropļojumus un nomāktu kopējā režīma traucējumus. Pārraidot diferenciālos LVDS signālus, plūstošās strāvas radītās magnētiskās plūsmas izzūd, kā rezultātā samazinās traucējumi. Tomēr atstaroto signālu klātbūtne var izraisīt nevienlīdzīgu strāvu, kas plūst caur vadītāju pāriem. Šajā gadījumā parastā režīma droseles darbojas kā transformatori, lai līdzsvarotu strāvu, kas galu galā samazina elektromagnētisko traucējumu līmeni.
Trokšņu slāpēšana LCD saskarnē
Grafikas kontrolleris ir savienots ar LCD draiveriem, izmantojot vairākas signāla līnijas, kas pārslēdzas vienlaikus. Šīs pārslēgšanas izraisa lielas impulsa strāvas plūsmu caur strāvas un zemējuma ķēdēm. Tāpēc strāvai vajadzētu ierobežot līdz signāla līnijas. Šiem nolūkiem ir labi piemēroti NB sērijas ferīta mikroshēmu filtri. Pulksteņa signālu līnijās, īpaši tajās, kas darbojas ar lielu ātrumu un augstu traucējumu līmeni, tiek izmantoti HF vai HP sērijas filtri, kuriem ir augsts vājinājuma koeficients un frekvences reakcijas slīpuma stāvs. Traucējumi, ko izraisa pārejošas strāvas, rodas arī strāvas ķēdēs. Tāpēc, lai novērstu traucējumus strāvas ķēdēs, tiek uzstādīti ferīta mikroshēmu filtri, kā arī šunta kondensatori. 4. tabulā parādīti ferīta mikroshēmu filtru tipisku pielietojumu piemēri elektroniskajās iekārtās.
4. tabula. Dažādu sēriju Chilisin ferīta mikroshēmu filtru tipiskie pielietojumi
| Vārds | Kategorija lietojumprogrammas |
Tipiski lietojumprogrammas |
Pamatparametri | |
| Strāva, mA | Impedance, kOhm | |||
| Traucējumu filtrēšana signālu ķēdēs ar joslas platumu līdz 1 GHz | ||||
| S.B. | Vispārējs pielietojums | Viedtālruņi, sadzīves elektronika, digitālās kameras | 50…500 | 0.005…2.7 |
| G.B. | Vispārējs pielietojums | Viedtālruņi, mobilā tehnika | 100…500 | 0.007…2 |
| Traucējumu filtrēšana signālu ķēdēs ar joslas platumu aptuveni 1 GHz | ||||
| N.B. | Digitālie RF signāli | Video dekoderi, DSP shēmas, Bluetooth, viedtālruņi, digitālās kameras, satelīta uztvērēji, skaņotāji | 50…500 | 0.005…2.7 |
| Traucējumu filtrēšana signālu ķēdēs, kuru joslas platums ir lielāks par 1 GHz | ||||
| HF; HP | Mikroviļņu signāli virs 1 GHz | Mikroviļņu uztvērēji un raiduztvērēji | 50…2000 | 0.12…1.8 |
| Trokšņu filtrēšana strāvas ķēdēs ar strāvu līdz 6 A | ||||
| P.B. | Vispārējas nozīmes strāvas ķēdes | Līdzstrāvas/līdzstrāvas pārveidotāji, video dekoderi, USB/IEEE1394 shēmas, LAN saskarnes, videokartes, digitālās kameras | 800…6000 | 0.005…1.5 |
| UPB | Augstas strāvas ķēdes | DC/DC pārveidotāji | 4000…6000 | 0.005…0.33 |
Saderība un savstarpēja aizstājamība
Chilisin izmantotā daudzslāņu ferīta mikroshēmu filtra tehnoloģija pilnībā atbilst daudzslāņu ferīta mikroshēmu filtra tehnoloģijai, ko izmanto vadošie ražotāji, piemēram, TDK, Murata, T-Yuden, Vishay, Sumida, Kemet. Chilisin ferīta mikroshēmu filtri pēc parametriem ir pilnīgi identiski citu ražotāju mikroshēmu filtriem, un tos var ieteikt kā alternatīvu aizstājēju. 5. tabulā parādītās ferīta mikroshēmu filtru sērijas ir atbilstošo Chilisin komponentu pilnīgi vai tuvi analogi.
5. tabula. Dažādu ražotāju Chilisin ferīta mikroshēmu filtru analogu atbilstība
| Izmēra kods mm/collā |
Uzņēmums | |||
| Čilisīns | Murata | TDK | Taijo Judens | |
| SB sērija | ||||
| 0603/0201 | MMZ0603SхххC | |||
| 1005/0402 | MMZ1005SхххC | |||
| 1608/0603 | MMZ1608SхххC | |||
| 2012/0805 | / | MMZ2012SхххC | ||
| 0603/0201 | MMZ0603YxxxC | |||
| 1005/0402 | MMZ1005YxxxC | / | ||
| 1608/0603 | MMZ1608YxxxC | / | ||
| 2012/0805 | MMZ2012YxxxC | – | ||
| Sērija GB | ||||
| 1608/0603 | MMZ1608SхххC | – | ||
| 2012/0805 | / | MMZ2012SхххC | ||
| Sērija NB | ||||
| 1005/0402 | ||||
| 1608/0603 | ||||
| 2012/0805 | – | |||
| 1005/0402 | ||||
| 1608/0603 | – | |||
| 0603/0201 | BLM03AX(PG) | MPZ0603SхххC | ||
| 1005/0402 | ||||
Mūsu ikdienā ir parādījušies ļoti dažādi līdzekļi. datortehnoloģijas, kas darbojas ar augstfrekvences strāvām. Galu galā, jo augstāka frekvence, jo lielāks ir informācijas apstrādes ātrums.
Tomēr augstfrekvences strāvas nosaka vairākus tehniskus ierobežojumus savienojuma kabeļiem šādu signālu pārraidīšanai. Tas galvenokārt ir saistīts ar blakusparādībām elektromagnētiskā radiācija un padomi (PEMIN).
Vienkāršākais veids, kā cīnīties ar PEMIN, ir palielināt induktivitāti.
Induktivitāte ir rādītājs attiecībām starp strāvas daudzumu, kas iet caur ķēdi, un tās radīto magnētisko plūsmu. Ja mēs runājam par par taisniem vadiem, tad ar induktivitāti saprotam lielumu, kas raksturo magnētiskā lauka enerģiju (šeit strāva tiek uzskatīta par nemainīgu vērtību).
Induktivitāti var palielināt, izmantojot īpašu ferīta gredzenu. Kā izskatās ferīta filtri uz kabeļiem, varat redzēt zemāk esošajā fotoattēlā.
Ferīta gredzeni– tās ir sastāvdaļas elektriskā ķēde, kurus izmanto kā pasīvos elementus, lai filtrētu augstfrekvences traucējumus, palielinot vadītāja induktivitāti un absorbējot traucējumus virs noteiktā sliekšņa.
Šādas īpašības ferīta filtram piešķir materiāls, no kura tas izgatavots – ferīts.
Ferīts ir vispārējs nosaukums savienojumiem, kuru pamatā ir dzelzs oksīds un citu metālu oksīdi. Ferīti apvieno feromagnētu un pusvadītāju (dažreiz dielektriķu) īpašības un tāpēc tiek izmantoti kā spoļu serdeņi, pastāvīgie magnēti, darbojas kā augstfrekvences elektromagnētisko viļņu absorbētāji utt.
Uzspiežamie ferīta kabeļu filtri – darbības princips
Ferīta filtra veiktspēja ir tieši atkarīga no tā materiāla īpašībām, no kura tas ir izgatavots. Pateicoties speciālām dažādu metālu oksīdu piedevām, mainās ferīta īpašības.
Pamatā ir vairāki ferīta gredzenu izmantošanas veidi:
- Uz viendzīslas (vienfāzes) vadiem tas, gluži pretēji, var absorbēt starojumu noteiktā diapazonā, pārvēršot traucējumus siltumenerģija. Tādā veidā ferīta gredzens var absorbēt (nogriezt) negatīvās frekvences.
- Uz viendzīslas vadiem, kur tas darbojas kā sava veida pastiprinātājs, jo daļu augstfrekvences magnētiskā lauka atgriež atpakaļ kabelī, kas noved pie signāla pastiprināšanas noteiktā diapazonā.
- Uz savītiem vadiem ferīts darbojas kā fāzes transformators, kas vada nesabalansētus signālus (strāvas impulsus, piemēram, datu kabeļos vai līdzstrāvas ķēdēs) un nomāc simetriskos signālus (ko potenciāli šādos kabeļos var izraisīt tikai elektromagnētiskie traucējumi).
Kur lietot un kā izvēlēties ferīta filtru
Ja runājam par pielietošanas praksi, tad uz strāvas kabeļiem tiek izmantoti ferīta gredzeni, lai samazinātu traucējumus, ko paši kabeļi var radīt, un uz signāla (pārraidot datus) ferīti slāpē iespējamos ārējos traucējumus un traucējumus.
Ferīta kabeļu filtri var būt iebūvējami (kabelis tiek pārdots jau ar ferīta gredzenu) vai atsevišķi (visbiežāk tie ir modeļi, kas spiežas ap vadu), kam nav nepieciešamas paša kabeļa modifikācijas.
Vadu var ievietot ferīta filtra centrā (tiek iegūta viena apgrieziena spole), vai arī tā var veidot vairākus apgriezienus ap gredzenu (toroidālais tinums). Pēdējā metode ievērojami palielina filtra efektivitāti.
Lai izvēlētos ferīta gredzenu, kas atbilst noteiktajām prasībām, jums jāzina materiāla īpašības, no kuras tas ir izgatavots, un izstrādājuma izmēri.
Kā piemēru zemāk esošajā tabulā parādītas tirgū piedāvāto ferīta filtru galvenās īpašības.
| Marķēšana | RF-35M | RF-50M | RF-70M | RF-90M | RF-110S | RF-110A | RF-130S | RF-130A |
| Impedance, omi (50 MHz frekvencei) | 165 | 125 | 95 | 145 | 180 | 180 | 190 | 190 |
| Pretestības un frekvences grafiks attēlā Nr. | 4 | 5 | 6 | 7 | 3 | 8 | 3 | 3 |
| Diametrs caurumi, mm | 3.5 | 5 | 7 | 9 | 11 | 11 | 13 | 13 |
| Izmērs, mm | 25x12 | 25x13 | 30x16 | 35x20 | 35x20 | 33x23 | 39x30 | 39x30 |
| Svars, g | 6 | 6.5 | 12 | 22 | 44 | 40 | 50 | 50 |
Frekvences un pretestības grafiks
Impedance ir elektriskās ķēdes elementa kopējā iekšējā pretestība maiņstrāvai (harmoniskai) strāvai (signālam). To mēra, tāpat kā parasto pretestību, omos.
Vēl viens svarīgs ferīta filtru parametrs ir to magnētiskā caurlaidība.
Magnētiskā caurlaidība ir koeficients, kas raksturo attiecības starp magnētisko indukciju un magnētiskā lauka stiprumu vielā.
Pamatojoties uz iepriekš minēto, lai norādītu ferīta filtru galvenās īpašības, ražotāji izmanto šādus marķējumus:
3000HH D * d * h, kur:
- 3000 ir ferīta sākotnējās magnētiskās caurlaidības rādītājs,
- HH ir ferīta šķira (visbiežāk tie ir HH - vispārējas nozīmes ferīti vai HM - vājiem magnētiskajiem laukiem),
- D – lielākais (ārējais) diametrs,
- d – mazāks (iekšējais) diametrs,
- h ir toroida augstums.
Šeit ir tipiski ferītu izmantošanas piemēri:
- 100NN klasi var izmantot kabeļiem ar frekvenci līdz 30 MHz,
- 400NN - ar frekvencēm, kas nav augstākas par 3,5 MHz,
- 600NN - ar frekvencēm līdz 1,5 MHz
- 1000 NN - līdz 400 kHz.
Tas ir, piemēram, antenas ferīta filtram jābūt HH zīmolam.
Bet vislabāk ir izvēlēties ferīta filtru USB kabelim ar zīmolu HM (kabeļiem ar vāju magnētisko lauku).
Zīmolu un biežumu attiecība ir šāda:
- 1000 NM - izmanto ar kabeļiem, kas darbojas ar frekvenci, kas nepārsniedz 1 MHz,
- 1500 NM - ne vairāk kā 600 kHz,
- 2000 NM un 3000 NM - ne vairāk kā 450 kHz.
Vairumā gadījumu pietiek izvēlēties pareizo ferīta filtru un piestiprināt to pie kabeļa tuvāk ierīces savienojuma punktam.
Tinumu apgriezienu shēma ap ferīta gredzenu Tomēr dažos gadījumos, lai palielinātu pretestību, jūs varat veikt vairākus kabeļa pagriezienus ap ferīta gredzenu, un tad pretestība palielināsies kā apgriezienu skaita kvadrāta reizinājums. Tas ir, no diviem apgriezieniem tas ir 4 reizes, un no 3 apgriezieniem tas ir jau 9 reizes.
Protams, praksē faktiskais pieaugums ir nedaudz mazāks nekā teorētiskais.
Lai pēc uztīšanas ferīta gredzens nofiksētos vietā, iepriekš jānosaka stieples apgriezienu skaits un jāaprēķina filtra iekšējais diametrs, lai tas aizvērtos, nesaspiežot kabeli.
Droši vien ne reizi vien esat pamanījis, ka uz klēpjdatora, monitora un citas elektroniskās iekārtas vadiem ir dīvaini izciļņi cilindra formā. Tas tiek darīts iemesla vai skaistuma dēļ. Fakts ir tāds, ka plastmasas cilindrs ir īpašs ferīta filtrs. Cilvēki to bieži sauc par filtru augstfrekvences traucējumu novēršanai vai, vienkāršāk sakot, par "trokšņa" filtru. Kāpēc un kam tas vajadzīgs?
Fakts ir tāds, ka jebkura ierīce, kas savienota ar elektrotīkls, ir elektromagnētisko viļņu avots, kas savukārt ir augstfrekvences traucējumi, kas ietekmē citu tuvumā esošo ierīču darbību. Garie ārējie barošanas un interfeisa kabeļi darbojas kā sava veida antenas, kas diezgan spēcīgi izstaro traucējumus ārējā vidē, ko iekārtas darbības laikā rada. Tas var ievērojami ietekmēt bezvadu tīkla veiktspēju WiFi tīkli, radioiekārtām un precīzijas instrumentiem.Lai tas nenotiktu, kabelim jābūt ekranētam. Bet tad tā cena ievērojami pieaugs! Talkā nāca no šī materiāla izgatavots ferīta gredzens un filtri.
Kā darbojas ferīta filtrs?
Ferīts ir īpašs materiāls, kas sastāv no dzelzs oksīda savienojuma un vairākiem citiem metāliem, kas nevada strāvu un efektīvi absorbē elektromagnētiskie viļņi. Ferīta gredzens ir lielisks magnētiskais izolators un tādējādi filtrē augstfrekvences traucējumus un elektromagnētiskos trokšņus. Tas absorbē elektromagnētiskos viļņus, kas nāk no elektroniskā aprīkojuma, pirms tie tiek pastiprināti kabelī, piemēram, antenā.
Ferīta filtrs ir no šī materiāla izgatavota cilindriska serdeņa, kas tiek uzlikta uz kabeļa vai nu ražošanas laikā, vai vēlāk. Uzstādot to pats, tas jāatrodas pēc iespējas tuvāk traucējumu avotam. Tikai tas novērsīs traucējumu pārnešanu caur citiem ierīces konstrukcijas elementiem, kur tos ir daudz grūtāk filtrēt.
Regulāri datorsistēmas, ko varat atrast mājās vai birojā, vadu galos, kas savieno sistēmas bloku ar peli, tastatūru, monitoru utt. ir mazi cilindri. Tos bieži var redzēt arī uz kabeļiem, kas ved no klēpjdatora vai printera uz barošanas avotu. Šo elementu sauc par ferīta filtru (vai ferīta gredzenu, ferīta cilindru). Tās mērķis ir samazināt elektromagnētisko un radiofrekvenču traucējumu ietekmi uz signālu, kas tiek pārraidīts pa kabeli.
Ferīta filtrs ir vienkārši ciets ferīta gabals: ķīmisks dzelzs oksīda savienojums ar citu metālu oksīdiem, kam ir unikālas magnētiskās īpašības un zema elektrovadītspēja, kā dēļ ferītiem nav konkurentu starp citiem magnētiskajiem materiāliem augstfrekvences tehnoloģijās. . Ferīta gredzena izmantošana ievērojami (vairākus simtus vai pat tūkstoš reižu) palielina stieples induktivitāti, kas nodrošina augstfrekvences traucējumu slāpēšanu. Ferīta gredzenu uzstāda uz kabeļa tā izgatavošanas laikā vai, sagriežot divās daļās, var uzlikt uz kabeļa pēc izgatavošanas. Ferīts ir iepakots plastmasas korpusā - ja to atgriežat, iekšpusē redzēsiet metāla gabalu.
Datori ir ļoti trokšņainas ierīces. Mātesplate datora korpusā svārstās ar frekvenci aptuveni viens kilohercs. Tastatūrai ir atsevišķs procesors, kas arī svārstās augstās frekvencēs. Tas viss rada radio trokšņus ap sistēmu. Vairumā gadījumu šos trokšņus var novērst, izmantojot metāla korpusu, kas darbojas kā elektromagnētisko lauku vairogs.
Vēl viens trokšņa avots ir vadi, kas savieno ierīces. Tās darbojas kā labas, garas antenas, kas uztver signālus no citiem kabeļiem, radio un televīzijas raidītājiem, kā arī ietekmē radio un TV ierīču darbību. Ferīts novērš apraides signālus. Ferīta cilindri pārveido augstas frekvences elektromagnētiskās vibrācijas siltumā. Tāpēc tie ir uzstādīti vairuma vadu galos.
Atkarībā no kabeļa veida un tā biezuma gredzeni izgatavoti no dažādi veidi ferīts. Piemēram, filtrs, kas uzstādīts uz daudzkodolu kabeļa (piemēram, datu vads, strāvas kabelis vai interfeiss: USB, video utt.), šajā zonā izveido fāzes transformatoru, kas, izlaižot pretfāzes signālus ( nesot noderīgu informāciju), atspoguļo (neiztur) parastā režīma traucējumus. Šajā gadījumā nedrīkst izmantot absorbējošo ferītu, lai izvairītos no datu pārraides traucējumiem, un ir vēlams izmantot augstākas frekvences feromateriālus. Ja kabelis ir viendzīslas, ir vēlams meklēt filtru, kas izgatavots no materiāla, kas izkliedē augstfrekvences signālus, nevis atspoguļos tos atpakaļ kabelī.
Biezāki ferīta cilindri palīdz efektīvāk cīnīties pret traucējumiem. Taču jāpievērš uzmanība tam, ka pārāk lieli filtri nav ērti lietojami un to darba rezultāts praksē vairs neatšķirsies no nedaudz mazākiem filtriem. Tāpēc ir jāizmanto optimāla izmēra filtri: gredzena cauruma platumam ideālā gadījumā jāatbilst stieples biezumam, un paša gredzena platumam jābūt aptuveni vienādam ar šī kabeļa savienotāju platumu.
Neaizmirstiet, ka ne tikai ferīta gredzeni palīdz cīnīties ar troksni. Labākai vadītspējai izmantojiet biezākus kabeļus! Izvēlieties vada garumu, pamatojoties uz attālumu starp pievienotajām ierīcēm; nepērciet garāku kabeli. PAR maksimālais garums dažādi kabeļi, kuros tie pārraida informāciju bez zaudējumiem, teicām
