Ferriitsõrmus – mis see on? Kuidas teha oma kätega ferriitrõngast?

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-02 13:53

Igaüks meist on näinud väikeseid silindreid toitejuhtmetel või elektroonikaseadmete sobitamiseks mõeldud kaablitel. Neid võib leida kõige tavalisematest arvutisüsteemidest nii kontoris kui ka kodus, juhtmete otstes, mis ühendavad süsteemiüksuse klaviatuuri, hiire, monitori, printeri, skanneri jne. Seda elementi nimetatakse " ferriitrõngas" (või ferriitfilter). Käesolevas artiklis vaatleme, millistel eesmärkidel arvuti- ja kõrgsagedusseadmete tootjad oma kaabeltooteid nimetatud elementidega varustavad.

Peamine eesmärk

Ferriitrõngas võib vähendada raadiosageduse ja elektromagnetiliste häirete mõju juhtme kaudu edastatavale signaalile. Nii arvuti kui ka muude toiteseadmete pikkadel signaali- ja toitekaablitel on parasiitlikud omadused,see tähendab, et nad toimivad antennidena. Need kiirgavad väga tõhus alt välja erinevaid seadme sees tekkivaid müra väliskeskkonda, tekitades sellega häireid raadiojaamades raadiosignaali vastuvõtmisel ja muudes elektroonikaseadmetes. Ja vastupidi, raadiosaateseadmetelt õhust häirete vastuvõtmisel võib arvuti või muu elektroonikaseade rikki minna. Selle nähtuse kõrvaldamiseks kasutavad nad ferriitrõngast, mis on kantud toite- või sobiva kaabli külge.

Füüsikalised omadused

Ferriit on ferrimagnet, mis ei juhi elektrit, st tegelikult on see magnetisolaator. Selles materjalis ei teki pöörisvoolusid ja seetõttu magnetiseerub see väga kiiresti – aja jooksul väliste elektromagnetväljade sagedusega. See materiaalne omadus on elektrooniliste seadmete tõhusa kaitse aluseks. Kaabli küljes olev ferriitrõngas suudab luua tavarežiimi voolude jaoks suure aktiivtakistuse.

See materjal moodustub raudoksiidide keemilisest kombinatsioonist teiste metallide oksiididega. Sellel on ainulaadsed magnetilised omadused ja madal elektrijuhtivus. Tänu sellele pole ferriitidel kõrgsagedustehnoloogias teiste magnetmaterjalide seas praktiliselt konkurente. Ferriitrõngad 2000nm suurendavad oluliselt kaabli induktiivsust (mitusada või tuhat korda), mis tagab kõrgsageduslike häirete summutamise. See element paigaldatakse juhtmele selle valmistamise ajal või kaheks poolringiks lõigatud juhtmele kohe pärast valmistamist. ferriitFilter on pakendatud plastkarpi. Kui lõikate selle lahti, näete sees metallitükki.

Kas mul on vaja ferriitfiltrit? Või on see järjekordne pettus?

Arvutid on väga "mürarikkad" (elektromagnetiliselt) seadmed. Seega on süsteemiüksuses olev emaplaat võimeline võnkuma ühe kilohertsi sagedusega. Klaviatuuril on mikrokiip, mis töötab samuti kõrgel sagedusel. Kõik see toob kaasa nn raadiomüra tekitamise süsteemi läheduses. Enamasti kõrvaldatakse need, varjestades plaati elektromagnetväljade eest metallkorpusega. Teiseks müraallikaks on aga erinevaid seadmeid ühendavad vasktraadid. Tegelikult toimivad need nagu pikad antennid, mis võtavad vastu signaale teiste raadio- ja televisiooniseadmete kaablitest ja mõjutavad "nende" seadme tööd. Ferriitfilter kõrvaldab elektromagnetilise müra ja levisignaalid. Need elemendid muudavad elektromagnetilised kõrgsageduslikud vibratsioonid soojusenergiaks. Seetõttu paigaldatakse need enamiku kaablite otstesse.

Kuidas valida õiget ferriitfiltrit

Kaablile oma kätega ferriitrõnga paigaldamiseks peate mõistma nende toodete tüüpe. Sõltub ju traadi tüübist ja selle paksusest, millist filtrit (mis materjalist) kasutada on vaja. Näiteks mitmesoonelisele kaablile (toitejuhe, andmekaabel, video- või USB-liides) paigaldatud rõngas loob selles osas nn ühisrežiimi trafo, mis läbibfaasivastased signaalid, mis kannavad kasulikku teavet, ja peegeldavad ka tavarežiimi häireid. Sel juhul tuleks infoedastuse katkemise vältimiseks kasutada mitte absorbeerivat ferriiti, vaid kõrgema sagedusega ferromaterjali. Kuid eelistatav on valida antennikaabli jaoks ferriitrõngad materjalist, mis hajutab kõrgsageduslikke häireid, mitte ei peegelda neid juhtmesse tagasi. Nagu näete, võib vale toode teie seadme jõudlust halvendada.

Ferriit südamikud

Paksed ferriidist silindrid on häiretega toimetulemisel kõige tõhusamad. Siiski tuleb meeles pidada, et liiga kogukaid filtreid on väga ebamugav kasutada ja nende töö tulemused praktikas vaev alt palju väiksematest erinevad. Filtrid peaksid alati olema õige suurusega: ideaaljuhul peaks siseläbimõõt vastama juhtmele ja laius peaks vastama kaabli pistiku laiusele.

Samuti ärge unustage, et müra vastu ei aita mitte ainult ferriitfiltrid. Näiteks on parema juhtivuse saavutamiseks soovitatav kasutada suure ristlõikega kaableid. Juhtme pikkuse valimisel ärge tehke ühendatud seadmete vahele suurt pikkusevaru. Lisaks võib häirete allikaks olla ka juhtme ja pistiku vahelise ühenduse halb kvaliteet.

Ferriitrõngaste märgistamine

Kõige tavalisem ferriitrõnga märgistuse tüüp on järgmine: K D×d×N, kus:

- K on "rõnga" lühend;

- D - toote välisläbimõõt;

- d - ferriitrõnga siseläbimõõt;

- H – filtri kõrgus.

Lisaks toote üldmõõtmetele on märgistuses krüpteeritud ka ferromagnetilise materjali tüüp. Kirje näide võib välja näha selline: M20VN-1 K 4x2, 5x1, 6. Teine pool vastab rõnga üldmõõtmetele ja esialgne magnetiline läbilaskvus on krüpteeritud esimeses (20 Μ _{i). Lisaks nendele parameetritele märgib iga tootja võrdluskirjelduses konkreetse toote kriitilise sageduse, hüstereesiahela parameetrid, eritakistuse ja Curie temperatuuri.}

Kuidas muidu ferriitrõngaid kasutatakse

Lisaks hästituntud rakendusele kõrgsagedusliku varjestusena kasutatakse trafode valmistamiseks ferromagnetilisi materjale. Neid on sageli näha arvutite toiteallikates. On hästi teada, et ferriitrõngastrafo on tasakaalustatud segistites väga tõhus. Kuid mitte kõik ei tea, et on olemas tasakaalustamise "venitamise" võimalus. See trafo modifikatsioon suudab tasakaalustamise operatsiooni täpsem alt sooritada. Lisaks kasutatakse transistorseadmete kaskaadide väljund- ja sisendtakistuste sobitamiseks laialdaselt ferriitrõngastel olevaid trafosid. Sel juhul muundatakse aktiiv- ja reaktiivtakistusi. Tänu viimasele saab selle seadmega muuta mahtuvuse häälestusvahemikke. Allatõmmatavad trafod töötavad tunduv alt alla 10 MHz.

Järeldus

Neile, keskui tunned huvi, kuidas ise ferriitrõngast kerida, siis tuleb arvestada, et kõrgsagedusliku ferriitsüdamiku poolt tekitatavat jadatakistust saab hõlpsasti tõsta, tehes sellele mitu keerdjuhti. Nagu elektrotehnika teooria viitab, suureneb sellise süsteemi impedants pöörete arvu ruuduga. Kuid see on teoreetiliselt, kuid praktikas on pilt ferromagnetiliste materjalide mittelineaarsuse ja neis esinevate kadude tõttu mõnevõrra erinev.

Paar pöördeid südamikus ei suurenda impedantsi mitte neli korda, kui peaks, vaid veidi vähem. Sellest tulenev alt, et kaabelfiltrisse mahuks mitu keerdu, tuleks valida ilmselgelt suurema suurusega rõngas. Kui see pole vastuvõetav ja juhe peab jääma sama pikkuseks, on parem kasutada mitut filtrit.