Ferīta gredzens - kas tas ir? Kā ar savām rokām izgatavot ferīta gredzenu?

2024 Autors: Howard Calhoun | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-02 13:59

Ikviens no mums ir redzējis mazus cilindrus uz strāvas vadiem vai kabeļiem, kas paredzēti atbilstošām elektroniskām ierīcēm. Tos var atrast visizplatītākajās datorsistēmās gan birojā, gan mājās, to vadu galos, kas savieno sistēmas bloku ar tastatūru, peli, monitoru, printeri, skeneri utt. Šo elementu sauc par " ferīta gredzens" (vai ferīta filtrs). Šajā rakstā aplūkosim, kādam nolūkam datoru un augstfrekvences iekārtu ražotāji aprīko savus kabeļu izstrādājumus ar minētajiem elementiem.

Galvenais mērķis

Ferīta gredzens var samazināt radiofrekvences un elektromagnētisko traucējumu ietekmi uz signālu, kas tiek pārraidīts pa vadu. Gan datoru, gan citu barošanas iekārtu gariem signāla un strāvas kabeļiem piemīt parazitāras īpašības,tas ir, tie darbojas kā antenas. Tie ļoti efektīvi izstaro uz ārējo vidi dažādus trokšņus, kas rodas ierīces iekšienē, tādējādi radot traucējumus radiostacijās, saņemot radio signālu, un citās elektroniskajās iekārtās. Un otrādi, saņemot traucējumus no gaisa no radio raidīšanas ierīcēm, var rasties datora vai citas elektroniskas ierīces darbības traucējumi. Lai novērstu šo parādību, viņi izmanto ferīta gredzenu, kas tiek nēsāts uz strāvas vai atbilstoša kabeļa.

Fizikālās īpašības

Ferīts ir ferimagnēts, kas nevada elektrību, tas ir, patiesībā tas ir magnētiskais izolators. Šajā materiālā neveidojas virpuļstrāvas, un tāpēc tas ļoti ātri pārmagnetizējas – laikā ar ārējo elektromagnētisko lauku biežumu. Šī materiāla īpašība ir pamats efektīvai elektronisko ierīču aizsardzībai. Uz kabeļa nēsātais ferīta gredzens spēj radīt lielu aktīvo pretestību parastā režīma strāvām.

Šis materiāls veidojas no dzelzs oksīdu ķīmiskās kombinācijas ar citu metālu oksīdiem. Tam ir unikālas magnētiskās īpašības un zema elektriskā vadītspēja. Pateicoties tam, ferītiem praktiski nav konkurentu starp citiem magnētiskajiem materiāliem augstfrekvences tehnoloģijā. Ferīta gredzeni 2000nm ievērojami palielina kabeļa induktivitāti (vairākus simtus vai tūkstošus reižu), kas nodrošina augstfrekvences traucējumu slāpēšanu. Šis elements tiek uzstādīts uz auklas tā izgatavošanas laikā vai, sagriezts divos puslokos, tiek uzvilkts uz stieples tūlīt pēc tā izgatavošanas. ferītsFiltrs ir iepakots plastmasas apvalkā. Ja to atgriežat, iekšpusē var redzēt metāla gabalu.

Vai man ir nepieciešams ferīta filtrs? Vai arī tā ir kārtējā mānīšana?

Datori ir ļoti "trokšņainas" (elektromagnētiski) ierīces. Tātad mātesplate sistēmas blokā spēj svārstīties ar vienu kilohercu frekvenci. Tastatūrai ir mikroshēma, kas arī darbojas augstā frekvencē. Tas viss noved pie tā sauktā radio trokšņa radīšanas sistēmas tuvumā. Vairumā gadījumu tie tiek novērsti, aizsargājot dēli no elektromagnētiskajiem laukiem ar metāla korpusu. Taču vēl viens trokšņa avots ir vara vadi, kas savieno dažādas ierīces. Patiesībā tās darbojas kā garas antenas, kas uztver signālus no citu radio un televīzijas iekārtu kabeļiem un ietekmē "viņu" ierīces darbību. Ferīta filtrs novērš elektromagnētisko troksni un pārraida signālus. Šie elementi elektromagnētiskās augstfrekvences vibrācijas pārvērš siltumenerģijā. Tāpēc tie ir uzstādīti vairuma kabeļu galos.

Kā izvēlēties pareizo ferīta filtru

Lai ar savām rokām uz kabeļa uzstādītu ferīta gredzenu, jums ir jāsaprot šo izstrādājumu veidi. Galu galā tas ir atkarīgs no stieples veida un tā biezuma, kurš filtrs (no kāda materiāla) jums jāizmanto. Piemēram, gredzens, kas uzstādīts uz daudzkodolu kabeļa (barošanas vads, datu kabelis, video vai USB interfeiss), šajā sadaļā izveido tā saukto kopējā režīma transformatoru, kas iet garāmpretfāzes signāli, kas sniedz noderīgu informāciju, kā arī atspoguļo parastā režīma traucējumus. Šajā gadījumā, lai izvairītos no informācijas pārraides traucējumiem, jāizmanto nevis absorbējošs ferīts, bet gan augstākas frekvences feromateriāls. Bet ir vēlams izvēlēties antenas kabeļa ferīta gredzenus no materiāla, kas izkliedēs augstfrekvences traucējumus, nevis atstaro tos atpakaļ vadā. Kā redzat, nepareizs produkts var pasliktināt jūsu ierīces veiktspēju.

Ferīta serdeņi

Biezie ferīta cilindri ir visefektīvākie, lai novērstu traucējumus. Taču jāņem vērā, ka pārāk apjomīgus filtrus lietot ir ļoti neērti, un to darba rezultāti praksē diez vai īpaši atšķirsies no nedaudz mazākiem. Filtriem vienmēr ir jābūt pareizā izmēra: ideālā gadījumā iekšējam diametram ir jāatbilst vadam un platumam jāatbilst kabeļa savienotāja platumam.

Neaizmirstiet arī, ka ne tikai ferīta filtri palīdz cīnīties ar troksni. Piemēram, labākai vadītspējai ieteicams izmantot kabeļus ar lielu šķērsgriezumu. Izvēloties vada garumu, starp pievienotajām ierīcēm nevajadzētu izveidot lielu garuma rezervi. Turklāt vadu un savienotāju savienojuma sliktā kvalitāte var būt arī traucējumu avots.

Ferīta gredzenu marķēšana

Visizplatītākais ferīta gredzena marķējuma apzīmējums ir šāds: K D×d×N, kur:

- K ir saīsinājums vārdam "zvans";

- D - izstrādājuma ārējais diametrs;

- d - ferīta gredzena iekšējais diametrs;

- H – filtra augstums.

Papildus izstrādājuma kopējiem izmēriem marķējumā ir šifrēts feromagnētiskā materiāla veids. Ieraksta piemērs var izskatīties šādi: M20VN-1 K 4x2, 5x1, 6. Otrā puse atbilst vispārējiem gredzena izmēriem, un sākotnējā magnētiskā caurlaidība ir šifrēta pirmajā (20 Μ _{i). Papildus šiem parametriem atsauces aprakstā katrs ražotājs norāda konkrēta produkta kritisko frekvenci, histerēzes cilpas parametrus, pretestību un Kirī temperatūru.}

Kā vēl tiek izmantoti ferīta gredzeni

Papildus labi zināmajam lietojumam kā augstfrekvences ekranēšanai transformatoru ražošanā tiek izmantoti feromagnētiski materiāli. Tos bieži var redzēt datoru barošanas blokos. Ir labi zināms, ka ferīta gredzena transformators ir ļoti efektīvs līdzsvarotos maisītājos. Tomēr ne visi zina, ka pastāv iespēja "izstiept" balansēšanu. Šī transformatora modifikācija spēj precīzāk veikt balansēšanas darbību. Turklāt transformatorus uz ferīta gredzeniem plaši izmanto, lai saskaņotu tranzistoru ierīču kaskāžu izejas un ieejas pretestības. Šajā gadījumā tiek pārveidota aktīvā un reaktīvā pretestība. Pateicoties pēdējam, šo ierīci var izmantot, lai mainītu kapacitātes regulēšanas diapazonus. Nolaižamie transformatori darbojas krietni zem 10 MHz.

Secinājums

Tiem, kurija interesē, kā pašam uztīt ferīta gredzenu, jāņem vērā, ka virknes pretestību, ko ievada augstfrekvences ferīta serde, var viegli palielināt, veicot vairākus vadītāja apgriezienus. Kā liecina elektrotehnikas teorija, šādas sistēmas pretestība palielināsies līdz ar apgriezienu skaita kvadrātu. Bet tas ir teorētiski, bet praksē attēls ir nedaudz atšķirīgs feromagnētisko materiālu nelinearitātes un tajos esošo zudumu dēļ.

Pagriezienu pāris kodolā palielina pretestību nevis četras reizes, kā vajadzētu, bet nedaudz mazāk. Rezultātā, lai kabeļa filtrā ietilptu vairāki pagriezieni, jāizvēlas acīmredzami lielāka izmēra gredzens. Ja tas nav pieņemami un vadam ir jāpaliek vienādam garumam, labāk ir izmantot vairākus filtrus.