Ferriittisormus - mikä se on? Kuinka tehdä ferriittisormus omin käsin?

2024 Kirjoittaja: Howard Calhoun | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-02 13:54

Jokainen meistä on nähnyt pieniä sylintereitä virtajohdoissa tai kaapeleissa yhteensopivien elektronisten laitteiden kanssa. Ne löytyvät yleisimmistä tietokonejärjestelmistä, sekä toimistossa että kotona, niiden johtojen päistä, jotka yhdistävät järjestelmäyksikön näppäimistöön, hiireen, näyttöön, tulostimeen, skanneriin jne. Tätä elementtiä kutsutaan " ferriittirengas" (tai ferriittisuodatin). Tässä artikkelissa tarkastellaan, mihin tarkoitukseen tietokone- ja suurtaajuuslaitteiden valmistajat varustavat kaapelituotteensa mainituilla elementeillä.

Päätarkoitus

Ferriittirengas voi vähentää radiotaajuuksien ja sähkömagneettisten häiriöiden vaikutusta signaaliin, joka lähetetään johdon kautta. Sekä tietokoneiden että muiden teholaitteiden pitkillä signaali- ja virtakaapeleilla on loisominaisuuksia,eli ne toimivat antenneina. Ne säteilevät erittäin tehokkaasti erilaisia laitteen sisällä syntyviä ääniä ulkoiseen ympäristöön ja aiheuttavat siten häiriöitä radioasemille radiosignaalia vastaanotettaessa ja muissa elektronisissa laitteissa. Ja päinvastoin, vastaanotettaessa häiriöitä ilmasta radiolähettimistä, tietokone tai muu elektroninen laite voi toimia virheellisesti. Tämän ilmiön poistamiseksi he käyttävät ferriittirengasta, joka on kulunut virtajohdossa tai vastaavassa kaapelissa.

Fysikaaliset ominaisuudet

Ferriitti on ferrimagneetti, joka ei johda sähköä, eli se on itse asiassa magneettinen eriste. Tässä materiaalissa ei synny pyörrevirtoja, ja siksi se uudelleenmagnetoituu hyvin nopeasti - ajoissa ulkoisten sähkömagneettisten kenttien taajuudella. Tämä materiaaliominaisuus on perusta elektronisten laitteiden tehokkaalle suojalle. Kaapelissa oleva ferriittirengas pystyy luomaan suuren aktiivisen impedanssin yhteismuotovirroille.

Tämä materiaali muodostuu rautaoksidien kemiallisesta yhdistelmästä muiden metallien oksidien kanssa. Sillä on ainutlaatuiset magneettiset ominaisuudet ja alhainen sähkönjohtavuus. Tästä johtuen ferriiteillä ei käytännössä ole kilpailijoita muiden magneettisten materiaalien joukossa suurtaajuustekniikassa. Ferriittirenkaat 2000nm lisäävät merkittävästi kaapelin induktanssia (useita satoja tai tuhat kertaa), mikä varmistaa suurtaajuisten häiriöiden vaimennuksen. Tämä elementti asennetaan johtoon sen valmistuksen aikana tai, leikataan kahteen puoliympyrään, asetetaan lankaan välittömästi sen valmistuksen jälkeen. ferriittiäSuodatin on pakattu muovikoteloon. Jos leikkaat sen auki, näet sisällä metallipalan.

Tarvitsenko ferriittisuodattimen? Vai onko tämä toinen huijaus?

Tietokonet ovat erittäin "meluisia" (sähkömagneettisesti) laitteita. Joten järjestelmäyksikön sisällä oleva emolevy pystyy värähtelemään yhden kilohertsin taajuudella. Näppäimistössä on mikrosiru, joka toimii myös korkealla taajuudella. Kaikki tämä johtaa niin kutsuttuun radiokohinan syntymiseen järjestelmän lähellä. Useimmissa tapauksissa ne eliminoidaan suojaamalla levy sähkömagneettisilta kentiltä metallikotelolla. Toinen melun lähde on kuitenkin kuparilangat, jotka yhdistävät erilaisia laitteita. Itse asiassa ne toimivat kuin pitkiä antenneja, jotka poimivat signaaleja muiden radio- ja televisiolaitteiden kaapeleista ja vaikuttavat "heidän" laitteensa toimintaan. Ferriittisuodatin eliminoi sähkömagneettisen kohinan ja lähetyssignaalit. Nämä elementit muuttavat sähkömagneettiset suurtaajuiset värähtelyt lämpöenergiaksi. Siksi ne asennetaan useimpien kaapeleiden päihin.

Kuinka valita oikea ferriittisuodatin

Jos haluat asentaa ferriittirenkaan kaapeliin omin käsin, sinun on ymmärrettävä näiden tuotteiden tyypit. Loppujen lopuksi se riippuu langan tyypistä ja sen paksuudesta, mitä suodatinta (mistä materiaalista) sinun tulee käyttää. Esimerkiksi monijohdinkaapeliin (virtajohtoon, datakaapeliin, video- tai USB-liitäntään) asennettu rengas luo tässä osiossa ns. yhteismuotoisen muuntajan, joka ohittaaanti-faasisignaalit, jotka kuljettavat hyödyllistä tietoa, ja heijastavat myös yhteistilan häiriöitä. Tällöin tiedonsiirron häiriön välttämiseksi tulisi käyttää absorboimatonta ferriittiä, vaan korkeamman taajuuden ferromateriaalia. Mutta on parempi valita ferriittirenkaat antennikaapeliksi materiaalista, joka poistaa suurtaajuisia häiriöitä, sen sijaan että heijastaisi ne takaisin johtoon. Kuten näet, väärä tuote voi heikentää laitteesi suorituskykyä.

Ferriittiytimet

Paksut ferriittisylinterit ovat tehokkaimpia häiriöiden käsittelyssä. On kuitenkin syytä muistaa, että liian isot suodattimet ovat erittäin hankalia käyttää, ja niiden työn tulokset käytännössä tuskin poikkeavat paljon pienemmistä. Suodattimien tulee aina olla oikean kokoisia: mieluiten sisähalkaisijan tulee vastata johtoa ja leveyden tulisi vastata kaapeliliittimen leveyttä.

Älä myöskään unohda, että ferriittisuodattimet eivät auta torjumaan melua. Esimerkiksi paremman johtavuuden vuoksi on suositeltavaa käyttää kaapeleita, joilla on suuri poikkileikkaus. Kun valitset johdon pituutta, älä tee suurta pituusmarginaalia kytkettyjen laitteiden väliin. Lisäksi johdon ja liittimen välisen yhteyden huono laatu voi myös toimia häiriölähteenä.

ferriittirenkaiden merkintä

Yleisin ferriittirenkaan merkintätapa on seuraava: K D×d×N, jossa:

- K on lyhenne sanoista "rengas";

- D - tuotteen ulkohalkaisija;

- d - ferriittirenkaan sisähalkaisija;

- H – suodattimen korkeus.

Tuotteen kokonaismittojen lisäksi ferromagneettisen materiaalin tyyppi on salattu merkinnässä. Esimerkki merkinnästä voi näyttää tältä: M20VN-1 K 4x2, 5x1, 6. Toinen puoli vastaa renkaan kokonaismittoja ja alkuperäinen magneettinen permeabiliteetti on salattu ensimmäisessä (20 Μ _{i). Näiden parametrien lisäksi jokainen valmistaja ilmoittaa viitekuvauksessa kriittisen taajuuden, hystereesisilmukan parametrit, resistiivisuuden ja Curie-lämpötilan tietylle tuotteelle.}

Kuinka muuten ferriittirenkaita käytetään

Tunnetun suurtaajuussuojauksen lisäksi muuntajien valmistuksessa käytetään ferromagneettisia materiaaleja. Ne näkyvät usein tietokoneiden virtalähteissä. On hyvin tunnettua, että ferriittirengasmuuntaja on erittäin tehokas tasapainotetuissa sekoittimissa. Kaikki eivät kuitenkaan tiedä, että tasapainotuksen "venyttäminen" on mahdollista. Tämä muuntajan muunnos pystyy suorittamaan tasapainotustoiminnon tarkemmin. Lisäksi ferriittirenkaissa olevia muuntajia käytetään laaj alti sovittamaan transistorilaitteiden kaskadien lähtö- ja tuloresistanssit. Tässä tapauksessa aktiiviset ja reaktiiviset vastukset muunnetaan. Jälkimmäisen ansiosta tällä laitteella voidaan muuttaa kapasitanssin viritysalueita. Alasvedettävät muuntajat toimivat selvästi alle 10 MHz.

Johtopäätös

Niille, jotkajos olet kiinnostunut ferriittirenkaan kelaamisesta itse, on hyvä muistaa, että suurtaajuisen ferriittisydämen tuomaa sarjaimpedanssia voidaan helposti kasvattaa tekemällä siihen useita johdinkierroksia. Kuten sähkötekniikan teoria ehdottaa, tällaisen järjestelmän impedanssi kasvaa kierrosten lukumäärän neliön myötä. Mutta tämä on teoriassa, mutta käytännössä kuva on hieman erilainen ferromagneettisten materiaalien epälineaarisuuden ja niissä olevien häviöiden vuoksi.

Ytimen kierrospari lisää impedanssia ei neljä kertaa niin paljon kuin sen pitäisi olla, vaan hieman vähemmän. Tämän seurauksena, jotta kaapelisuodattimeen mahtuisi useita kierroksia, tulee valita selvästi suurempi rengas. Jos tämä ei ole hyväksyttävää ja langan on pysyttävä samanpituisena, on parempi käyttää useita suodattimia.