Ферритовый шарик - Ferrite bead

Ферритовый валик на конце Мини-USB кабель

А ферритовый шарик (также известный как ферритовый блок, ферритовый сердечник, ферритовое кольцо, EMI фильтр, или же ферритовый дроссель[1][2]) является разновидностью удушение который подавляет высокие частоты электронный шум в электронных схемах.

Ферритовые шарики используют рассеивание высокочастотного тока в феррит керамика для создания устройств подавления высокочастотного шума.

Использовать

Ферритовый шарик со снятой пластиковой оболочкой

Ферритовые шарики предотвращают электромагнитные помехи (EMI) в двух направлениях: из устройство или к Устройство.[1] Токопроводящий кабель действует как антенна - если устройство производит радиочастота энергия, это может быть переданный через кабель, который действует как непреднамеренный радиатор. В этом случае бусинка необходима для соответствие нормативным требованиям, уменьшить EMI. И наоборот, если есть другие источники электромагнитных помех, такие как бытовая техника, бортик препятствует тому, чтобы кабель действовал как антенна и получение помехи от этих других устройств. Это особенно характерно для кабелей передачи данных и медицинского оборудования.[1]

На внешних кабелях обычно можно увидеть большие ферритовые бусины. Различные ферритовые бусины меньшего размера используются внутри схем - на проводниках или вокруг контактов небольших компонентов печатной платы, таких как транзисторы, соединители и т. Д. интегральные схемы.

На проводах, предназначенных для использования в качестве проводников постоянного тока, шарики могут блокировать непреднамеренную радиочастотную энергию низкого уровня, действуя как фильтр нижних частот. На несбалансированном уговаривать линии передачи (например, USB-кабели и видеокабели) кабель предназначен для сдерживания сигнала, и можно использовать шарики, чтобы блокировать паразитный синфазный ток от использования кабеля в качестве антенны, не создавая помех сигналу, передаваемому внутри кабеля. В этом случае бусина представляет собой простую форму балун.

Ферритовые шарики - один из самых простых и наименее дорогих типов интерференционных фильтров для установки на уже существующие электронные кабели. В случае простого ферритового кольца провод просто наматывают вокруг сердечника через центр, обычно пять или семь раз. Также доступны зажимные сердечники, которые прикрепляются без оборачивания провода: ферритовый сердечник этого типа обычно конструируется так, что провод проходит через него только один раз. Если посадка недостаточно плотная, сердечник можно закрепить с помощью Кабельные стяжки или, если центр достаточно велик, кабели могут быть пропущены один или несколько раз. (Обратите внимание, однако, что, хотя каждая петля увеличивает импеданс до высоких частот, он также сдвигает частоту наивысшего импеданса на более низкую частоту.) Небольшие ферритовые шарики могут быть скользкими по компоненту, что приводит к подавлению паразитные колебания.[3]

Доступны ферритовые бусины для поверхностного монтажа. Они впаиваются в щель на дорожке печатной платы, как и любой другой индуктор для поверхностного монтажа. Внутри шарикового компонента катушка проволоки проходит между слоями феррита, образуя многооборотный индуктор вокруг сердечника с высокой магнитной проницаемостью.[4]

Теория Операции

ВЧ-индуктор, намотанный на ферритовый сердечник (не на ферритовый валик), и ферритовый валик для монтажа на печатную плату

Ферритовые бусины используются как пассивный фильтр нижних частот, путем преобразования радиочастотной энергии в тепло по своей конструкции (сравните это с индукторы, которые по своей конструкции минимизируют преобразование радиочастотной энергии в тепло, обеспечивая высокий импеданс радиочастотному излучению.)

Геометрия и электромагнитные свойства свернутой проволоки поверх ферритового валика приводят к сопротивление для высокочастотных сигналов, ослабляя высокочастотные EMI /RFI электронный шум. Энергия либо отражается обратно по кабелю, либо рассеивается в виде тепла низкого уровня. Лишь в крайнем случае заметен жар.

Чистый индуктор не рассеивает энергию, но производит реактивное сопротивление что препятствует прохождению сигналов более высокой частоты. Это реактивное сопротивление обычно называют просто сопротивление, несмотря на то что сопротивление может быть любой комбинацией сопротивления и реактивного сопротивления.

Набор ферритовых шариков с защелкой / зажимом

Ферритовый валик может быть добавлен к катушке индуктивности для улучшения двумя способами его способности блокировать нежелательная высокая частота шум. Во-первых, феррит концентрирует магнитное поле, увеличивая индуктивность и, следовательно, реактивное сопротивление, что препятствует или «отфильтровывает» шум. Во-вторых, если феррит сконструирован таким образом, он может вызвать дополнительные потери в виде сопротивление в самом феррите. Феррит создает катушку индуктивности с очень низким Добротность.[3] Эта потеря приводит к нагреву феррита, как правило, незначительно. Хотя уровень сигнала достаточно велик, чтобы вызывать помехи или нежелательные эффекты в чувствительных цепях, блокируемая энергия обычно довольно мала. В зависимости от области применения характеристики резистивных потерь феррита могут быть желательными или нежелательными.

Конструкция, в которой для улучшения фильтрации шума используется ферритовый шарик, должна учитывать конкретные характеристики схемы и частотный диапазон, который необходимо блокировать. Различные ферритовые материалы имеют разные свойства в отношении частоты, и литература производителя помогает выбрать наиболее эффективный материал для диапазона частот.[3][5] Обычно материал, используемый в шариках, представляет собой порошкообразный феррит со смесью размеров зерен, отрегулированной для управления диапазоном частот, поглощаемых или блокируемых, и минимизации накопления магнитного поля. Сравните это с индукторами и трансформаторами, в которых используются твердые или слоистые железные или медные сердечники для хранения магнитных полей и максимальной передачи энергии.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c Ванхонакер, Марк (1 ноября 2012 г.). "Что это за цилиндр на проводе моего компьютера?". Блог Brow Beat. Шифер. Получено 2012-11-03.
  2. ^ "Какие неровности на концах компьютерных кабелей?". Как это работает. InfoSpace LLC. 1 апреля 2000 г.. Получено 21 апреля 2015.
  3. ^ а б c Карр, Джозеф Дж. (2002). Радиочастотные компоненты и схемы. Newnes. С. 264–266. ISBN  978-0-7506-4844-8.
  4. ^ Индукторы с ферритовыми шариками - Примечания по электронике
  5. ^ Кроуэлл, Бенджамин. «Простая природа». Получено 21 апреля 2015.

внешняя ссылка