Filtru de ferită. Filtru de ferită: pentru ce sunt cilindrii de la capetele cablurilor de calculator? Filtre cu cablu de ferită snap-on - principiu de funcționare
Monitoare, imprimante, camere video și alte echipamente informatice, un cilindru de ferită într-o carcasă de plastic.
Pentru ce este?
Un cilindru de ferită este un scut care protejează împotriva interferențelor și interferențelor electromagnetice: previne distorsiunea semnalului transmis prin câmpul electromagnetic extern și, de asemenea, previne radiația câmp electromagnetic(interferențe) de la cablu către mediul extern.
Pe ce se bazează principiul protecției?
Echipamentele informatice interne și externe pot acționa ca antene miniaturale, deoarece transformă așa-numitul zgomot de tensiune și curent în radiații electromagnetice. Cele neecranate emit zgomot din cauza zgomotului de mod comun care curge prin conductorii lor de cupru, adică curent de înaltă frecvență care curge în aceeași direcție prin toți conductorii. Acest curent creează un câmp magnetic de o anumită magnitudine și direcție.
Ferita este un feromagnet care nu conduce curentul electric (adică, de fapt, ferita este un izolator magnetic).Curenții turbionari nu sunt creați în ferite și, prin urmare, sunt remagnetizați foarte repede - în timp cu frecvența câmpului electromagnetic extern (pe aceasta se bazează eficacitatea proprietăților lor protectoare).
În interiorul blocului pot fi găsite și inele de ferită fără coajă.
Cum să creșteți eficiența reducerii zgomotului a feritei
1. Măriți lungimea piesei acoperite de miezul de ferită.
2. Măriți secțiunea transversală a miezului de ferită.
3. Diametrul interior al feritei ar trebui să fie cât mai aproape posibil (ideal egal) cu diametrul exterior.
4. Dacă este permis caracteristici de proiectare perechi cablu-ferită, puteți face mai multe spire (de obicei una sau două) în jurul miezului de ferită.
Pentru a rezuma cele de mai sus, putem spune că cel mai bun miez de ferită este cel mai lung și mai gros care poate fi plasat pe unul anume. În acest caz, diametrul interior al feritei ar trebui, dacă este posibil, să coincidă cu diametrul exterior.
Cum se folosește ferita
Uneori la vânzare puteți găsi ferite detașabile într-o carcasă de plastic (tub termocontractabil) cu două zăvoare. Cum să le folosești?
Pe cablu se așează cilindrul de ferită deschis, care trebuie protejat de interferențe și interferențe electromagnetice, la aproximativ 3 cm de vârf. Se face o buclă în jurul carcasei cilindrului. După aceasta, coaja se fixează la loc. Pentru fiabilitate, puteți echipa celălalt capăt cu un cilindru de ferită.
Adio, interferență, salut, semnal nedistorsionat!...
Filtrele cu cip de ferită sunt concepute pentru a suprima interferențele electromagnetice în diferite componente ale echipamentelor electronice care utilizează componente de înaltă densitate, frecvențe de operare ridicate, unde este necesar un nivel ridicat de imunitate la zgomot și reducerea nivelurilor EMI. Compania taiwaneză folosește cel mai mult tehnologii moderne, produce o gamă largă de filtre cu cipuri de ferită multistrat cu un raport excelent preț-calitate.
Un filtru de ferită este o componentă electrică pasivă utilizată pentru a suprima zgomotul de înaltă frecvență în circuitele electrice. Bilele de filtru de ferită sunt proiectate sub forma unui cilindru gol de ferită, inel sau torus, în interiorul căruia trece un conductor de curent. Pentru a crește inductanța filtrului de ferită, poate fi utilizată o înfășurare toroidală cu mai multe ture. Filtrele de ferită sunt utilizate atât pe firele de semnal pentru a reduce interferențele externe, cât și pe firele de alimentare pentru a reduce propriile interferențe RF.
Filtre cu așchii de ferită multistrat
Pentru montajul la suprafață, proiectarea filtrelor de ferită este realizată prin utilizarea tehnologiei structurii filmului multistrat. Pentru a crește eficiența filtrelor în volume mici, este necesară o inductanță de înaltă densitate. În acest scop, se folosește o înfășurare integrală realizată pe o structură de film multistrat.
Pe fiecare strat al unui substrat subțire, se formează o structură de film cu o înfășurare de jumătate de tură. O rotire a înfășurării se efectuează pe două straturi. Prin sinterizarea a zeci sau sute de straturi, se conectează secțiuni de conductori, rezultând formarea unei bobine tridimensionale cu o tijă de ferită în interior. Straturile pot fi amplasate atât în plan orizontal (design standard), cât și în plan vertical (filtre pentru gama de microunde peste 1 GHz). Figura 1 prezintă topologiile straturilor din structura filtrului cu cip de ferită.
Structura folosește folii de ferită mangan-zinc și nichel-zinc. Utilizarea diferitelor materiale de ferită, dimensiuni și topologii de strat oferă filtre cu cip cu parametri diferiți.
Figura 2 prezintă structura unui filtru cu cip cu o topologie orizontală a straturilor de înfășurare integrale.
Utilizarea unei structuri bobine suplimentare în locul unei tije de ferită monolitică convențională permite o impedanță mai mare într-un pachet mai mic. De fapt, o anumită parte a filtrelor cu cip de ferită sunt proiectate exact ca o tijă de ferită cu doi electrozi.
Filtrele cu cip de ferită pentru filtrarea interferențelor electromagnetice sunt fabricate folosind tehnologia multistrat folosind materiale feromagnetice de nichel-zinc. Figura 3 prezintă structura și procesul de formare a filtrelor cu cipuri de ferită multistrat. Structura bobinei este formată din mai multe straturi de material ferită.
Tehnologia de producere a filtrelor EMI cu ferită multistrat este exact aceeași ca și pentru producția de inductori cu cip multistrat. Numai în ele se folosesc diferite tipuri de materiale pentru a forma straturi de ferită. Pentru filtrele cu așchii de ferită se folosește un material cu absorbție mare, iar pentru inductori cu așchii, dimpotrivă, cu absorbție mai mică la frecvențe înalte.
Filtrele cu cip de ferită sunt foarte asemănătoare ca aspect cu condensatoarele ceramice. Figura 4 arată aspect Filtru de cip de ferită de chilisin.
Parametrii principali ai filtrelor cu cip de ferită Chilisin
Principalii parametri prin care sunt selectate filtrele cu cip sunt: intervalul de frecvență de funcționare, impedanța la o frecvență de testare de 100 MHz (în ohmi), rezistența DC (în ohmi), curentul maxim admisibil, abaterea de impedanță admisă față de valoarea nominală, factorul de formă ( carcasă dimensiuni), precum și intervalul de temperatură de funcționare.
Impedanța nominală este de obicei dată la o frecvență de 100 MHz. Pentru intervalul de microunde, valorile tipice ale impedanței sunt date la o frecvență de 1000 MHz.
Abaterea admisibilă de la valoarea nominală este dată în unități relative. Dimensiunile, ratingul de impedanță și răspândirea impedanței sunt incluse în numele componentei. Pentru a selecta filtrul necesar, este important să cunoașteți alți parametri care nu sunt dați în nume. Sunt date în documentația tehnică pentru componentă. Acest:
- Rezistența la inductanță DC (în Ohmi);
- curent maxim de funcționare la care materialul inductor din ferită nu se saturează (în mA);
- tip de răspuns în frecvență de impedanță.
Tabelul 1 prezintă dimensiunile posibile pentru filtrele cu așchii de ferită Chilisin.
Tabelul 1. Dimensiuni standard ale filtrelor cu chip de ferită Chilisin
| Cod | Dimensiune (Lxlxh), mm | Codul EIA |
| 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 |
Curent nominal
Acesta este curentul continuu maxim care poate trece prin cipul de filtru. Pentru ferite, este definită ca un curent la care încălzirea componentei nu depășește 20°C. Cu curenți mai mari care curg prin componentă, ferita devine saturată și, ca urmare, impedanța scade cu până la 25%.
Rezistenta DC
Valoarea rezistenței DC a unui filtru de cip depinde de lungimea cipului, de numărul de straturi din ferită, de grosime și de configurație. Rezistența se măsoară la temperatura camerei. Filtrele cu cip au o rezistență DC variind de la câțiva mOhmi la câțiva ohmi, în funcție de tip.
Caracteristicile de frecvență de impedanță ale filtrelor cu așchii de ferită
Circuitul echivalent al unui filtru cu cip de ferită este o inductanță și o rezistență conectate în serie.
Cantitatea de rezistență depinde puternic de frecvența semnalului care trece. Filtrele EMI din ferită sunt inductori cu pierderi mari de inversare a magnetizării. Această caracteristică este principala diferență dintre filtrele cu cip și inductorii cu cip.
Filtrele cu așchii sunt fabricate din ferite speciale cu pierderi mari de inversare a magnetizării. Această energie este eliberată sub formă de căldură. Căldura este generată prin rezistență activă, nu prin inductanță! Impedanța unui filtru cu cip este determinată de două componente: activă și reactivă. Formula pentru determinarea impedanței:
unde R este componenta activă și X este componenta reactivă. Ambele componente sunt dependente de frecvență. Documentația pentru inductanța cipului pentru fiecare serie oferă caracteristicile de frecvență ale impedanței și ale componentelor sale. Figura 5 prezintă un răspuns tipic în frecvență de impedanță al unui filtru cu cip de ferită. X este partea reactivă a impedanței, R este partea activă, Z este impedanța totală.
După cum se poate observa din figură, după 30 MHz rezistența activă prevalează asupra celei reactive. Sub frecvența de rezonanță, impedanța componentei este determinată în esență de componenta inductivă. În intervalul 50...100 MHz situația se schimbă. Componenta activă a pierderilor domină cu frecvență crescândă, iar componenta inductivă tinde spre zero. Impedanța filtrelor cu cip crește odată cu frecvența, ceea ce este tipic și pentru inductorii cu cip. Caracteristica principală a impedanței inductive (Z) este reactanța (X). Pe de altă parte, deoarece filtrul are la bază material ferită, care are pierderi mari la frecvențe înalte, principala caracteristică în domeniul de înaltă frecvență este componenta rezistivă (R). În comparație cu inductanța convențională, filtrul cu cip de ferită are o capacitate mai bună de absorbție a energiei EMI, oferind efect de suprimare a zgomotului de înaltă frecvență.
Sistem de desemnare pentru filtrele cu așchii de ferită multistrat Chilisin
Figura 6 prezintă sistemul de desemnare pentru filtrele cu chip de ferită Chilisin. Acest sistem de desemnare este aplicabil pentru următoarele serii de filtre EMI din ferită cu chip Chilisin: SB, GB, PB, UPB, NB, HF, VPB.
- numele seriei este determinat de tehnologie, precum și de caracteristicile de design și aplicație;
- dimensiuni caroserie: A, B, C, mm;
- tip de ambalaj: T (tip bobină) – în bobină, B (vrac) – în vrac;
- valoarea impedanței nominale este dată la o frecvență de testare de 100 MHz, de exemplu, 10...1000 Ohm;
- cod pentru răspândirea valorilor de impedanță admisibile față de cea nominală. Abaterea admisibilă de la valoarea nominală pentru diferite grupuri este dată în unități relative;
- coduri de abatere: Y = ±25%; M = ±20%; T = ±30%.
Trebuie remarcat faptul că pentru filtrele EMI din ferită, nu este atât de mult acuratețea mare a impedanței nominale care este importantă, ci acuratețea valorii inductanței pentru inductorii cu cip de ferită.
Tabelul 2 prezintă parametrii principali pentru diferite serii de filtre cu cip multistrat de ferită produse de Chilisin.
Tabelul 2. Parametrii de bază ai filtrelor cu chip de ferită Chilisin
| Nume | Cod dimensiune, mm/inch | Impedanta, Ohm | Limită curent de funcționare, mA |
| Pentru circuite de semnal LF de până la 1 GHz | |||
| NOU! | 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 | |
| NOU! | 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 | |
| Pentru șine de alimentare de până la 1 GHz | |||
| NOU! | 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 | |
| NOU! | 1005/0402 | 33…600 | 900…3000 |
| NOU! | 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 | |
| Pentru filtrarea lanțurilor de semnal RF de până la 1 GHz lățime de bandă | |||
| 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 | |
| Pentru filtrarea lanțurilor de semnale cu microunde cu o lățime de bandă peste 1 GHz | |||
| 1005/0402 | 200…1000 | 250…450 | |
| 1005/0402 | 600…1800 | 200…300 | |
| Pentru filtrarea circuitelor cu microunde cu o lățime de bandă peste 1 GHz și curent ridicat | |||
| NOU! | 1005/0402 | 120…220 | 700…1500 |
| Pentru filtrarea circuitelor de curent ridicat cu lățime de bandă de până la 1 GHz | |||
| 1608/0603 | 10…600 | 2000…6000 | |
Caracteristicile tipice ale frecvenței de impedanță ale filtrelor cu așchii de ferită
Pentru a selecta un filtru de cip potrivit, este important să cunoașteți și să luați în considerare răspunsul în frecvență al impedanței. Mai jos, pentru referință, sunt caracteristicile tipice ale frecvenței de impedanță pentru mai multe serii populare de filtre cu cip utilizate pentru filtrarea în circuitele de semnal și putere.
Seria GB
Figura 7 prezintă caracteristicile de frecvență tipice ale seriei GB.
Pe măsură ce frecvența crește, impedanța filtrului crește. Filtrul este utilizat în circuite de frecvență relativ joasă, cu frecvențe de funcționare de până la 1 GHz.
Seria HF
Designul noii serii de filtre cu cip de ferită HF de înaltă frecvență cu o bandă de frecvență de operare peste 1 GHz utilizează nu o aranjare longitudinală a straturi (orizontală), ci una transversală (verticală). Figura 8 arată răspunsul în frecvență de impedanță al filtrului de cip din seria HF100505T.
Filtru cu cip din seria PBY
Figura 9 prezintă răspunsul în frecvență al impedanței filtrului cu cip de ferită din seria PBY, proiectat pentru utilizare în circuite de curent înalt cu curenți de funcționare de până la 6 A.
Selectarea și aplicarea filtrelor cu chip Chilisin
Pentru a selecta tipul optim de filtru cu cip de ferită, se determină mai întâi spectrul de interferență, nivelul necesar de suprimare și gama de curenți de funcționare. Pe baza condițiilor de aplicare, sunt selectate impedanța și rezistența DC admisibilă a filtrului cu cip. Pe baza parametrilor obținuți, se selectează o serie și un tip de filtru cu cip cu banda efectivă de suprimare a zgomotului necesară. Valoarea curentului și rezistența sunt deosebit de importante atunci când se instalează filtre cu cip în circuitele de alimentare. În primul rând, trebuie să alegeți tipuri care să asigure că filtrul funcționează fără saturație. Valoarea rezistenței DC va asigura căderea minimă de tensiune.
Tabelul 3. Valori caracteristice ale impedanței pentru diferite circuite
Aplicațiile tipice pentru filtrele cu așchii de ferită sunt:
- filtrarea „sunetului” în liniile de date;
- decuplarea tensiunii de alimentare;
- decuplarea terenului.
Efectul de filtrare crește cu:
- folosind condensatori shunt conectați la masă. Alegerea valorii condensatorului depinde de spectrul de interferență și de frecvența de atenuare;
- impedanța de ieșire scăzută a sursei.
Filtrele cu cip sunt instalate de obicei cât mai aproape de dispozitivul sursei de interferență pentru a reduce lungimea efectivă a firului antenei cu zgomot de înaltă frecvență.
Instalarea filtrelor EMI la punctele de conectare a cablurilor de interfață
Cea mai mare suprimare a interferențelor în cablurile de interfață poate fi obținută prin utilizarea filtrelor cu cip de ferită la punctele de conectare a cablurilor. Când proiectați o placă, este foarte important să asigurați o impedanță minimă la frecvențe înalte între pinul de masă (GND) al filtrului EMI de pe placă de circuit imprimatși un corp metalic.
Filtrarea pe magistralele de semnal de ceas
Semnalele de ceas de înaltă frecvență sunt surse de interferență RF. Frecvențele ceasului și ale zgomotului pot fi apropiate una de cealaltă. Prin urmare, este necesar să se utilizeze filtre cu un coeficient de atenuare ridicat și abrupte a pantelor de răspuns în frecvență - filtre cu cip de ferită pentru liniile de transmisie a semnalului de mare viteză.
Instalarea filtrelor EMI pe magistralele de semnal
Autobuzele de date paralele conțin mai multe linii de semnal care comută simultan. Schimbarea semnalelor pe magistralele de adrese și de date determină o creștere semnificativă a curent de impuls care curge în pământ (GND) și în circuitele de putere. Prin urmare, este necesar să se limiteze curentul care curge prin liniile de semnal.
Instalarea filtrelor cu cip la punctele de conectare a cablurilor LVDS
Conexiunea prin cablu dintre placa de bază a laptopului și afișajul LCD crește nivelul de zgomot emis de computer din cauza armonicilor semnalelor LVDS și a interferențelor de la circuite integrate situat de-a lungul liniei de transmisie a semnalului. Deoarece frecvența semnalelor LVDS transmise atinge sute de megaherți, se recomandă utilizarea filtrelor cu cip din seria NB pentru a preveni distorsiunea formei de undă a semnalului și pentru a suprima interferențele în modul comun. Când se transmit semnale LVDS diferențiale, fluxurile magnetice create de curentul care curge se anulează, rezultând interferențe reduse. Cu toate acestea, prezența semnalelor reflectate poate duce la curgeri inegale care circulă prin perechi de conductori. În acest caz, bobinele de mod comun acționează ca transformatoare pentru a echilibra curenții, ceea ce în cele din urmă reduce nivelul de interferență electromagnetică.
Suprimarea zgomotului în interfața LCD
Controlerul grafic este conectat la driverele LCD prin mai multe linii de semnal care comută simultan. Aceste comutări fac ca un curent de impuls mare să circule prin circuitele de putere și de masă. Prin urmare, curentul ar trebui limitat la linii de semnal. Filtrele cu cip de ferită din seria NB sunt potrivite pentru aceste scopuri. Pe liniile de semnal de ceas, în special cele care funcționează la viteze mari și la niveluri ridicate de interferență, se folosesc filtre din seria HF sau HP, care au un coeficient de atenuare ridicat și abrupte a pantelor de răspuns în frecvență. Interferența cauzată de curenții tranzitori apar și în circuitele de putere. Prin urmare, pentru a suprima interferențele în circuitele de alimentare, sunt instalate filtre cu cip de ferită, precum și condensatoare de șunt. Tabelul 4 prezintă exemple de aplicații tipice ale filtrelor cu cip de ferită în echipamentele electronice.
Tabelul 4. Aplicații tipice ale filtrelor cu așchii de ferită Chilisin de diferite serii
| Nume | Categorie aplicatii |
Tipic aplicatii |
Parametrii de bază | |
| Curent, mA | Impedanta, kOhm | |||
| Filtrarea interferențelor în circuitele de semnal cu o lățime de bandă de până la 1 GHz | ||||
| S.B. | Aplicatie generala | Telefoane inteligente, electronice de larg consum, camere digitale | 50…500 | 0.005…2.7 |
| G.B. | Aplicatie generala | Smartphone-uri, echipamente mobile | 100…500 | 0.007…2 |
| Filtrarea interferențelor în circuitele de semnal cu o lățime de bandă de aproximativ 1 GHz | ||||
| N.B. | Semnale RF digitale | Decodoare video, circuite DSP, Bluetouth, smartphone-uri, camere digitale, receptoare prin satelit, tunere | 50…500 | 0.005…2.7 |
| Filtrarea interferențelor în circuitele de semnal cu o lățime de bandă mai mare de 1 GHz | ||||
| HF; HP | Semnale cu microunde peste 1 GHz | Receptoare și transceiver cu microunde | 50…2000 | 0.12…1.8 |
| Filtrarea zgomotului în circuitele de putere cu curenți de până la 6 A | ||||
| P.B. | Circuite de putere de uz general | Convertoare DC/DC, decodore video, circuite USB/IEEE1394, interfețe LAN, plăci video, camere digitale | 800…6000 | 0.005…1.5 |
| UPB | Circuite de curent ridicat | convertoare DC/DC | 4000…6000 | 0.005…0.33 |
Compatibilitate și interschimbabilitate
Tehnologia de filtru cu cip de ferită multistrat folosită de Chilisin este pe deplin în concordanță cu tehnologia de filtru cu cip de ferită multistrat utilizată de producători de top precum TDK, Murata, T-Yuden, Vishay, Sumida, Kemet. Filtrele cu așchii de ferită Chilisin sunt complet identice ca parametri cu filtrele cu așchii de la alți producători și pot fi recomandate ca înlocuitor alternativ. Seria de filtre cu așchii de ferită prezentate în Tabelul 5 sunt analogi completi sau apropiati ai componentelor Chilisin corespunzătoare.
Tabelul 5. Corespondența analogilor filtrelor cu cip de ferită Chilisin de la diverși producători
| Cod mărime mm/inch |
Companie | |||
| Chilisin | Murata | TDK | Taiyo Yuden | |
| Seria 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 | – | ||
| Seria GB | ||||
| 1608/0603 | MMZ1608SхххC | – | ||
| 2012/0805 | / | MMZ2012SхххC | ||
| Seria NB | ||||
| 1005/0402 | ||||
| 1608/0603 | ||||
| 2012/0805 | – | |||
| 1005/0402 | ||||
| 1608/0603 | – | |||
| 0603/0201 | BLM03AX(PG) | MPZ0603SхххC | ||
| 1005/0402 | ||||
O mare varietate de mijloace au apărut în viața noastră de zi cu zi. tehnologia calculatoarelor, care funcționează la curenți de înaltă frecvență. La urma urmei, cu cât frecvența este mai mare, cu atât viteza de procesare a informațiilor este mai mare.
Curenții de înaltă frecvență impun însă o serie de limitări tehnice asupra cablurilor de conectare pentru transmiterea unor astfel de semnale. Acest lucru se datorează în primul rând efectelor secundare radiatie electromagneticași sfaturi (PEMIN).
Cel mai simplu mod de a combate PEMIN este creșterea inductanței.
Inductanța este un indicator al relației dintre cantitatea de curent care trece printr-un circuit și fluxul magnetic pe care îl creează. Dacă despre care vorbim despre fire drepte, atunci prin inductanță înțelegem o mărime care caracterizează energia câmpului magnetic (aici curentul este considerat o valoare constantă).
Inductanța poate fi mărită prin utilizarea unui inel special de ferită. Puteți vedea cum arată filtrele de ferită pe cabluri în fotografia de mai jos.
Inele de ferită– acestea sunt componentele circuit electric, care sunt folosite ca elemente pasive pentru a filtra interferența de înaltă frecvență prin creșterea inductanței conductorului și absorbția interferențelor peste un anumit prag.
Astfel de proprietăți ale unui filtru de ferită sunt date de materialul din care este fabricat - ferită.
Ferita este denumirea generală pentru compușii pe bază de oxid de fier și oxizi ai altor metale. Feritele combină proprietățile feromagneților și semiconductorilor (uneori dielectrici) și, prin urmare, sunt folosite ca miezuri de bobine, magneți permanenți, acționează ca absorbanți ai undelor electromagnetice de înaltă frecvență etc.
Filtre cu cablu de ferită snap-on - principiu de funcționare
Performanța unui filtru de ferită depinde direct de caracteristicile materialului din care este fabricat. Datorită adăugărilor speciale de oxizi ai diferitelor metale, proprietățile feritei se modifică.
Există, în principiu, mai multe moduri de a utiliza inele de ferită:
- Pe firele cu un singur nucleu (monofazate), poate, dimpotrivă, absorbi radiația într-un anumit domeniu, transformând interferența în energie termală. În acest fel, frecvențele negative pot fi absorbite (tăiate) de inelul de ferită.
- Pe firele cu un singur nucleu, unde funcționează ca un fel de amplificator, deoarece returnează o parte din câmpul magnetic de înaltă frecvență înapoi în cablu, ceea ce duce la amplificarea semnalului într-un interval dat.
- Pe firele spiralate, ferita acționează ca un transformator în fază care trece semnale dezechilibrate în cablu (impulsuri de curent, de exemplu, în cablurile de date sau circuitele de alimentare CC) și suprimă semnalele simetrice (care pot fi cauzate potențial în astfel de cabluri numai de interferență electromagnetică).
Unde să utilizați și cum să alegeți un filtru de ferită
Dacă vorbim despre practica aplicării, atunci pe cablurile de alimentare, inelele de ferită sunt utilizate pentru a reduce interferența pe care cablurile în sine le pot crea, iar pe semnal (transmiterea datelor) ferite atenuează posibilele interferențe și interferențe externe.
Filtrele de cablu de ferită pot fi încorporate (cablul este vândut deja cu un inel de ferită) sau separate (cel mai adesea acestea sunt modele care se fixează în jurul firului), care nu necesită nicio modificare a cablului în sine.
Firul poate fi introdus în centrul filtrului de ferită (se obține o bobină cu o singură tură), sau poate forma mai multe spire în jurul inelului (înfășurare toroidală). Această din urmă metodă crește semnificativ eficiența filtrului.
Pentru a selecta un inel de ferită care să îndeplinească cerințele specificate, trebuie să cunoașteți caracteristicile materialului din care este fabricat și dimensiunile produsului.
Ca exemplu, tabelul de mai jos prezintă principalele caracteristici ale filtrelor de ferită oferite pe piață.
| Marcare | RF-35M | RF-50M | RF-70M | RF-90M | RF-110S | RF-110A | RF-130S | RF-130A |
| Impedanță, Ohm (pentru o frecvență de 50 MHz) | 165 | 125 | 95 | 145 | 180 | 180 | 190 | 190 |
| Graficul impedanței în funcție de frecvență, în figura nr. | 4 | 5 | 6 | 7 | 3 | 8 | 3 | 3 |
| Diametru gauri, mm | 3.5 | 5 | 7 | 9 | 11 | 11 | 13 | 13 |
| Dimensiune, mm | 25x12 | 25x13 | 30x16 | 35x20 | 35x20 | 33x23 | 39x30 | 39x30 |
| Greutate, g | 6 | 6.5 | 12 | 22 | 44 | 40 | 50 | 50 |
Graficul frecvență versus impedanță
Impedanța este rezistența internă totală a unui element de circuit electric la curentul (semnal) alternativ (armonic). Se măsoară, ca și rezistența obișnuită, în ohmi.
Un alt parametru important al filtrelor de ferită este permeabilitatea lor magnetică.
Permeabilitatea magnetică este un coeficient care caracterizează relația dintre inducția magnetică și intensitatea câmpului magnetic dintr-o substanță.
Pe baza celor de mai sus, pentru a indica principalele proprietăți ale filtrelor de ferită, producătorii recurg la următoarele marcaje:
3000HH D * d * h, unde:
- 3000 este un indicator al permeabilității magnetice inițiale a feritei,
- HH este un grad de ferită (cel mai adesea acestea sunt HH - ferite de uz general sau HM - pentru câmpuri magnetice slabe),
- D – cel mai mare diametru (exterior),
- d – diametrul (intern) mai mic,
- h este înălțimea toroidului.
Iată exemple tipice de utilizare a feritelor:
- Gradul 100NN poate fi utilizat pentru cabluri cu frecvențe de până la 30 MHz,
- 400NN - cu frecvențe nu mai mari de 3,5 MHz,
- 600NN - cu frecvențe de până la 1,5 MHz
- 1000NN - până la 400 kHz.
Adică, de exemplu, filtrul de ferită antenă ar trebui să fie de marca HH.
Dar cel mai bine este să alegeți un filtru de ferită pentru un cablu USB cu marca HM (pentru cabluri cu un câmp magnetic slab).
Raportul dintre mărci și frecvențe este următorul:
- 1000NM - utilizat cu cabluri care funcționează cu o frecvență de cel mult 1 MHz,
- 1500NM - nu mai mult de 600 kHz,
- 2000NM și 3000NM - nu mai mult de 450 kHz.
În cele mai multe cazuri, este suficient să selectați filtrul de ferită corect și să îl fixați pe cablul mai aproape de punctul de conectare la dispozitiv.
Schema de înfășurare se rotește în jurul unui inel de ferită Cu toate acestea, în unele cazuri, pentru a crește impedanța, puteți face mai multe spire ale cablului în jurul inelului de ferită și apoi impedanța va crește ca multiplu al pătratului numărului de spire. Adică din două ture este de 4 ori, iar din 3 ture este deja de 9 ori.
În practică, desigur, creșterea reală este puțin mai mică decât cea teoretică.
Pentru ca inelul de ferită să se fixeze după înfășurare, este necesar să se determine în prealabil numărul de spire ale firului și să se calculeze diametrul intern al filtrului, astfel încât să se închidă fără a zdrobi cablul.
Probabil ați observat de mai multe ori că pe firele de la un laptop, monitor și alte echipamente electronice există umflături ciudate sub formă de cilindru. Acest lucru se face pentru un motiv sau pentru frumusețe. Faptul este că cilindrul de plastic este un filtru special de ferită. Oamenii îl numesc adesea un filtru pentru suprimarea interferențelor de înaltă frecvență sau, mai simplu, un filtru de „zgomot”. De ce și pentru ce este nevoie?
Faptul este că orice dispozitiv conectat la reteaua electrica, este o sursă de unde electromagnetice, care, la rândul lor, sunt interferențe de înaltă frecvență care afectează funcționarea altor dispozitive situate în apropiere. Cablurile lungi de alimentare externă și de interfață acționează ca un fel de antene, care emit destul de puternic interferențe în mediul extern care este creat de echipament în timpul funcționării. Acest lucru poate afecta foarte mult performanța wireless Rețele WiFi, echipamente radio și instrumente de precizie Pentru a preveni acest lucru, cablul trebuie să fie ecranat. Dar apoi prețul său va crește semnificativ! Un inel de ferită și filtre din acest material au venit în ajutor.
Cum funcționează un filtru de ferită?
Ferita este un material special format dintr-un compus de oxid de fier și o serie de alte metale care nu conduce curentul și absoarbe eficient. undele electromagnetice. Inelul de ferită este un izolator magnetic excelent și astfel filtrează interferențele de înaltă frecvență și zgomotul electromagnetic. Absoarbe undele electromagnetice care ies din echipamentele electronice înainte ca acestea să fie amplificate în cablu, ca într-o antenă.
Un filtru de ferită este un miez în formă de cilindru realizat din acest material, care este pus pe cablu fie imediat în producție, fie ulterior. Când îl instalați singur, acesta trebuie să fie amplasat cât mai aproape de sursa de interferență. Numai acest lucru va preveni transmiterea interferențelor prin alte elemente ale designului dispozitivului, unde este mult mai dificil să le filtrezi.
În mod regulat sisteme informatice, pe care îl găsiți acasă sau la birou, la capetele firelor care leagă unitatea de sistem cu un mouse, tastatură, monitor etc. sunt cilindri mici. Ele pot fi adesea văzute și pe cablurile care duc de la un laptop sau imprimantă la sursa de alimentare. Acest element se numește filtru de ferită (sau inel de ferită, cilindru de ferită). Scopul său este de a reduce efectul interferențelor electromagnetice și de radiofrecvență asupra semnalului transmis prin cablu.
Un filtru de ferită este pur și simplu o bucată solidă de ferită: un compus chimic de oxid de fier cu oxizii altor metale, care are proprietăți magnetice unice și conductivitate electrică scăzută, datorită căreia feritele nu au concurenți între alte materiale magnetice în tehnologia de înaltă frecvență. . Utilizarea unui inel de ferită în mod semnificativ (de câteva sute sau chiar de o mie de ori) crește inductanța firului, ceea ce asigură suprimarea interferențelor de înaltă frecvență. Inelul de ferită este instalat pe cablu în timpul producției sau, tăiat în două părți, poate fi pus pe cablu după producție. Ferita este ambalată într-o cutie de plastic - dacă o tăiați, veți vedea o bucată de metal înăuntru.
Calculatoarele sunt dispozitive foarte zgomotoase. Placa de bazaîntr-o carcasă de calculator oscilează la o frecvență de aproximativ un kilohertz. Tastatura are un procesor separat, care oscilează și la frecvențe înalte. Toate acestea duc la generarea de zgomot radio în jurul sistemului. În cele mai multe cazuri, aceste zgomote pot fi eliminate prin utilizarea unei carcase metalice care acționează ca un scut pentru câmpurile electromagnetice.
O altă sursă de zgomot sunt firele de conectare a dispozitivelor. Ele acționează ca antene bune, lungi, care preiau semnale de la alte cabluri, transmițătoare radio și televiziune și afectează, de asemenea, funcționarea dispozitivelor radio și TV. Ferita elimină semnalele de difuzare. Cilindrii de ferită transformă înaltă frecvență vibratii electromagneticeîn căldură. De aceea sunt instalate la capetele majorității firelor.
In functie de tipul cablului si grosimea acestuia, inele realizate din tipuri variate ferită. De exemplu, un filtru instalat pe un cablu multinucleu (cum ar fi un cablu de date, cablu de alimentare sau interfață: USB, video etc.) creează un transformator în fază în această zonă, care, trecând semnale anti-fază ( care transportă informații utile), reflectă (nu trece) interferența în modul comun. În acest caz, ferita absorbantă nu trebuie utilizată pentru a evita întreruperea transmisiei datelor și este de dorit utilizarea feromaterialelor cu frecvență mai mare. Dacă cablul este monofilar, este de preferat să căutați un filtru din material care să împrăștie semnalele de înaltă frecvență decât să le reflecte înapoi în cablu.
Cilindrii mai groși de ferită ajută la combaterea interferențelor mai eficient. Dar trebuie să acordăm atenție faptului că filtrele prea mari nu sunt convenabile de utilizat și rezultatul muncii lor nu va mai diferi în practică de filtrele puțin mai mici. Prin urmare, trebuie utilizate filtre de dimensiuni optime: lățimea găurii din inel ar trebui să se potrivească în mod ideal cu grosimea firului, iar lățimea inelului în sine ar trebui să fie aproximativ egală cu lățimea conectorilor acestui cablu.
Nu uitați că nu numai inelele de ferită ajută la combaterea zgomotului. Pentru o conductivitate mai bună, folosiți cabluri mai groase! Alegeți lungimea firului în funcție de distanța dintre dispozitivele conectate; nu cumpărați un cablu mai lung. DESPRE lungime maxima diverse cabluri, în care transmit informații fără pierderi, spuneam noi
