Ferito žiedas – kas tai? Kaip savo rankomis pasidaryti ferito žiedą?

2024 Autorius: Howard Calhoun | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-02 13:59

Kiekvienas iš mūsų matė mažus cilindrus ant maitinimo laidų arba ant kabelių, skirtų suderinti elektroninius įrenginius. Jų galima rasti labiausiai paplitusiose kompiuterinėse sistemose tiek biure, tiek namuose, laidų, jungiančių sistemos bloką su klaviatūra, pele, monitoriumi, spausdintuvu, skaitytuvu ir kt., galuose. Šis elementas vadinamas ferito žiedas“(arba ferito filtras). Šiame straipsnyje apžvelgsime, kokiu tikslu kompiuterių ir aukšto dažnio įrangos gamintojai aprūpina savo kabelinius gaminius minėtais elementais.

Pagrindinis tikslas

Ferito žiedas gali sumažinti radijo dažnio ir elektromagnetinių trukdžių poveikį signalui, kuris perduodamas laidu. Tiek kompiuterių, tiek kitos maitinimo įrangos ilgi signalo ir maitinimo kabeliai turi parazitinių savybių,tai yra, jie veikia kaip antenos. Jie labai efektyviai išspinduliuoja įvairius įrenginio viduje sukuriamus triukšmus į išorinę aplinką, taip sukeldami trikdžius radijo stotyse priimant radijo signalą ir kitoje elektroninėje įrangoje. Ir atvirkščiai, priimant radijo siųstuvų trukdžius iš oro, gali sugesti kompiuteris ar kitas elektroninis įrenginys. Norėdami pašalinti šį reiškinį, jie naudoja ferito žiedą, dėvimą ant maitinimo arba atitinkamo laido.

Fizikinės savybės

Feritas yra ferimagnetas, kuris nepraleidžia elektros, tai yra, iš tikrųjų jis yra magnetinis izoliatorius. Sūkurinių srovių šioje medžiagoje nesukuriama, todėl ji labai greitai persimagnetina – laikui bėgant su išorinių elektromagnetinių laukų dažniu. Ši materialinė savybė yra efektyvios elektroninių prietaisų apsaugos pagrindas. Ant kabelio nešiojamas ferito žiedas gali sukurti didelę aktyviąją impedansą bendrojo režimo srovėms.

Ši medžiaga susidaro cheminiu būdu sujungus geležies oksidus su kitų metalų oksidais. Jis turi unikalias magnetines charakteristikas ir mažą elektros laidumą. Dėl šios priežasties feritai aukšto dažnio technologijoje praktiškai neturi konkurentų tarp kitų magnetinių medžiagų. Ferito žiedai 2000nm žymiai padidina kabelio induktyvumą (kelis šimtus ar tūkstančius kartų), o tai užtikrina aukšto dažnio trukdžių slopinimą. Šis elementas montuojamas ant laido jo gamybos metu arba, supjaustytas į du puslankius, uždedamas ant laido iš karto po jo pagaminimo. feritasFiltras supakuotas į plastikinį dėklą. Jei jį perpjausite, viduje pamatysite metalo gabalą.

Ar man reikia ferito filtro? O gal tai dar viena apgaulė?

Kompiuteriai yra labai „triukšmingi“(elektromagnetiškai) įrenginiai. Taigi pagrindinė plokštė sistemos bloko viduje gali svyruoti vieno kiloherco dažniu. Klaviatūra turi mikroschemą, kuri taip pat veikia aukštu dažniu. Visa tai veda prie vadinamojo radijo triukšmo generavimo šalia sistemos. Dažniausiai jie pašalinami metaliniu korpusu ekranuojant plokštę nuo elektromagnetinių laukų. Tačiau dar vienas triukšmo š altinis – variniai laidai, jungiantys įvairius įrenginius. Tiesą sakant, jos veikia kaip ilgos antenos, kurios paima signalus iš kitos radijo ir televizijos įrangos kabelių ir turi įtakos „savo“įrenginio veikimui. Ferito filtras pašalina elektromagnetinį triukšmą ir transliuojamus signalus. Šie elementai elektromagnetinius aukšto dažnio virpesius paverčia šilumine energija. Štai kodėl jie montuojami daugumos kabelių galuose.

Kaip pasirinkti tinkamą ferito filtrą

Norėdami savo rankomis sumontuoti ferito žiedą ant kabelio, turite suprasti šių gaminių tipus. Juk nuo vielos tipo ir storio priklauso, kokį filtrą (iš kokios medžiagos) reikia naudoti. Pavyzdžiui, ant daugiagyslio kabelio (maitinimo laido, duomenų kabelio, vaizdo ar USB sąsajos) sumontuotas žiedas sukuria vadinamąjį bendrojo režimo transformatorių, kuris praeina.antifaziniai signalai, perduodantys naudingą informaciją, taip pat atspindi bendrojo režimo trikdžius. Tokiu atveju, kad būtų išvengta informacijos perdavimo sutrikimų, reikia naudoti ne sugeriantį feritą, o aukštesnio dažnio feromedžiagą. Tačiau antenos kabeliui geriau pasirinkti ferito žiedus iš medžiagos, kuri išsklaidytų aukšto dažnio trikdžius, o ne atspindėtų juos atgal į laidą. Kaip matote, netinkamas produktas gali pabloginti įrenginio veikimą.

Ferito šerdys

Stori ferito cilindrai efektyviausiai atlaiko trikdžius. Tačiau reikia nepamiršti, kad per didelių gabaritų filtrai yra labai nepatogūs naudoti, o jų darbo rezultatai praktikoje vargu ar labai skirsis nuo šiek tiek mažesnių. Filtrai visada turi būti tinkamo dydžio: idealiu atveju vidinis skersmuo turi atitikti laido plotį, o plotis – su kabelio jungties plotį.

Be to, nepamirškite, kad ne tik ferito filtrai padeda kovoti su triukšmu. Pavyzdžiui, siekiant geresnio laidumo, rekomenduojama naudoti didelio skerspjūvio kabelius. Renkantis laido ilgį, neturėtumėte padaryti didelės ilgio paraštės tarp prijungtų įrenginių. Be to, prasta jungties tarp laido ir jungties kokybė taip pat gali būti trikdžių š altinis.

Ferito žiedų žymėjimas

Dažniausiai paplitęs ferito žiedo žymėjimo tipas yra toks: K D×d×N, kur:

- K yra „žiedo“trumpinys;

- D – išorinis gaminio skersmuo;

- d – vidinis ferito žiedo skersmuo;

- H – filtro aukštis.

Be bendrų gaminio matmenų, ženkle užšifruota ir feromagnetinės medžiagos rūšis. Įrašo pavyzdys gali atrodyti taip: M20VN-1 K 4x2, 5x1, 6. Antroji pusė atitinka bendrus žiedo matmenis, o pradinis magnetinis pralaidumas yra užšifruotas pirmajame (20 Μ _{i). Be šių parametrų, informaciniame aprašyme kiekvienas gamintojas nurodo konkretaus gaminio kritinį dažnį, histerezės kilpos parametrus, savitąją varžą ir Curie temperatūrą.}

Kaip kitaip naudojami ferito žiedai

Be gerai žinomo panaudojimo kaip aukšto dažnio ekranavimo, transformatoriams gaminti naudojamos feromagnetinės medžiagos. Jie dažnai matomi kompiuterių maitinimo š altiniuose. Gerai žinoma, kad ferito žiedinis transformatorius yra labai efektyvus subalansuotuose maišytuvuose. Tačiau ne visi žino, kad yra galimybė „ištempti“balansavimą. Ši transformatoriaus modifikacija gali tiksliau atlikti balansavimo operaciją. Be to, transformatoriai ant ferito žiedų yra plačiai naudojami siekiant suderinti tranzistorių įtaisų kaskadų išėjimo ir įėjimo varžas. Šiuo atveju aktyvioji ir reaktyvioji varžos transformuojamos. Pastarosios dėka šiuo įrenginiu galima keisti talpos derinimo diapazonus. Ištraukiami transformatoriai veikia gerokai žemiau 10 MHz.

Išvada

Tiems, kuriejei domitės, kaip patiems apvynioti ferito žiedą, reikia turėti omenyje, kad aukšto dažnio ferito šerdies įvedama nuoseklioji varža gali būti nesunkiai padidinama, ant jos kelis kartus apsukant laidininką. Kaip rodo elektrotechnikos teorija, tokios sistemos varža padidės po apsisukimų skaičiaus kvadratu. Tačiau taip yra teoriškai, tačiau praktiškai vaizdas šiek tiek skiriasi dėl feromagnetinių medžiagų netiesiškumo ir nuostolių jose.

Pora šerdies apsisukimų padidina varžą ne keturis kartus, kaip turėtų būti, bet šiek tiek mažiau. Dėl to norint, kad į kabelio filtrą tilptų keli posūkiai, reikėtų rinktis akivaizdžiai didesnio dydžio žiedą. Jei tai nepriimtina, o viela turi likti tokio pat ilgio, geriau naudoti kelis filtrus.