Навіть якщо пристрій спроектовано з урахуванням присутності перешкод і розташування елементів, передбачені заземлення або фільтрація на платі, воно все одно може бути джерелом високого рівня перешкод або сприйнятливим до шумів при підключенні інших приладів з інтерфейсним кабелем. Зокрема, оскільки кабелі з-за великої довжини мають високу питому поверхню, вони можуть випромінювати або приймати електромагнітні коливання. У цьому зв'язку, для придушення перешкод доцільно застосовувати спеціальні пристрої, наприклад, феритовий фільтр із засувкою на кабель (див. рисунок 1).

Зовнішній вигляд фільтра із клямкою на кабель показаний на малюнку 1.
Ферритовий фільтр із клямкою на кабель складається з феритового сердечника, який є дві половинки, поміщені в пластиковий гнучкий корпус, що характеризується довгим терміном служби. Ця конструкція дозволяє закріпити його одним рухом на кабелі без його відрізання. Оскільки такий фільтр може бути встановлений після складання пристрою, його застосування стає особливо актуальним у випадках, коли проблеми із перешкодами відбуваються безпосередньо перед транспортуванням. На малюнку 1 b представлений фільтр, що монтується на кабель усередині пристрою.

Фільтр із клямкою на кабель складається з феритового сердечника, який є дві половинки, поміщені в пластиковий гнучкий корпус, що характеризується довгим терміном служби. Для замовлення є велика кількість типів виробів, що випускаються відповідно до діаметрів кабелів.

Тип синфазного фільтра

Регулювання величини обмотки

Як доповнення до мережевим адаптерамживлення (АС), різноманітні периферійні пристрої, такі як цифрові фотокамери або мобільні телефони, підключають за допомогою різних інтерфейсних кабелів до терміналів у вигляді переносних ПК. Фільтри із застібкою на кабель встановлюють ці інтерфейсні кабелі, отримують оцінку їхнього впливу придушення перешкод.

Підключення силового кабелю змінного струму

Спектр випромінювання шуму від мобільного телефонадо та після підключення фільтра із самозатискним механізмом ZCAT1518-0730 до силового кабелю представлений на малюнку 2. У цьому тестуванні кабель мав подвійну обмотку навколо фільтра. Результати вимірювань представлені малюнку 3. Перед установкою шум фіксувався в діапазоні частот від 250 до 600 МГц, ледь задовольняючи стандарту VCCI класу B. Після встановлення феритового фільтра з клямкою на кабель, шум був знижений орієнтовно на 5...10 ДБ.

Підключення мобільного телефону

Як показано на малюнку 4, переносний термінал було підключено до телефону за допомогою ексклюзивного типу кабелю, фільтр ZCAT1518-0730 встановлювали на силовий кабель. Результати вимірювань наведено малюнку 5. Перед установкою фільтра шум фіксувався у широкому діапазоні частот від 100 до 600 МГц. Як і в попередньому тестуванні після подвійної обмотки ексклюзивного кабелю навколо фільтра, рівень шуму був знижений до 5..10 дБ. Крім того, було виявлено, що перешкоди на частоті 600 МГц і вище, рівень яких не змінився після установки фільтра, були викликані іншими джерелами, а не кабелем.

Феритові фільтри з клямкою на кабель покращують стійкість до електростатичних розрядів.

При установці фільтра з клямкою на кабель не тільки знижується рівень шуму, але також зменшується ймовірність появи помилок, викликаних зовнішніми джерелами перешкод, таких як стрибки напруги або статична електрика. Тест на ESD (електростатичний розряд), заснований на міжнародному стандарті IEC61000-4 для випробування стійкості, проводився з метою дослідження частоти або зміни кількості помилок до і після установки фільтра.

Електростатичний розряд - це явище, що відбувається, коли електричний заряд, накопичений на поверхні тіла внаслідок таких причин, як тертя з одягом, розряджається при контакті з корпусом електронного пристрою. Перешкодостійкість – це опір шуму від зовнішніх джерел.

Спосіб вимірювання

Як показано на малюнку 6 у робочих умовах здійснювалося з'єднання переносного терміналу та принтера. На переносному терміналі (ПК) відбувався розряд статичної електрики. Електричний розряд проводили 10 разів з інтервалом в одну секунду по відношенню до роз'єму кабелю (у місці з'єднання з кабелем) на стороні переносного терміналу. Додаток розряду здійснювався за методом контактного розряду відповідно до міжнародного стандарту IEC61000-4-2. Осцилограма імпульсного сигналу для тестування, описаного в стандарті IEC61000-4-2 представлена ​​на малюнку 7. Випробувальна напруга (рівні розряду) становила: 2 кВ, 4 кВ і 6 кВ.

Результати тестування

Результати тестування наведено в таблиці 1. Коли фільтр ще не був встановлений, при випробувальній напрузі 4 кВ спостерігалися такі помилки як зупинка деяких операцій принтера. При 6 кВ принтер повністю припиняв роботу. При використанні фільтра ZCAT2035-0930A (одинарна обмотка) проблеми в результаті виконання операцій при випробувальній напрузі 4 кВ були відсутні, а при 6 кВ було виявлено кілька помилок у роботі. При використанні фільтра з подвійною обмоткою помилки не були виявлені. Форма сигналів електростатичного розряду до і після установки фільтра наведено на малюнку 8. Здійснювалася подвійна обмотка. Електростатичний розряд був значно ослаблений завдяки фільтру. Сигнали спостерігалися у положенні поблизу фільтра на кабелі між фільтром та принтером.

Зниження рівня шуму під впливом електростатичного розряду у паралельній двопровідній лінії передачі даних

Ефект придушення перешкод при електростатичному розряді з використанням феритового фільтра з клямкою на кабель оцінювали експериментально при його встановленні на паралельну двопровідну лінію. Порівняння проводили з прикладу фільтра, розглянутого вище.

Установка для вимірювання

Установка для вимірювань наведена на малюнку 9. Два паралельні дроти довжиною 1 м були поміщені на висоті 0,1 м від пластини заземлення. Напруга 6 кВ, сформованого електростатичним генератором, подавали на вхід лінії за допомогою електростатичного генератора розряду. Між електростатичним розрядом та лінією з'являвся контакт. Форма імпульсу статичної електрики, що генерується електростатичним генератором, відповідала високошвидкісному піковому напрузі з часом наростання від 0,7 до 1 нс. Фільтри ZCAT2035-0930A (ZCAT) та синфазний дросель, що встановлюється на платі, ZJYS51R5-2P (ZJYS) були встановлені посередині паралельних проводів. Далі спостерігали зміну форми сигналу електростатичного розряду на виході. Як показано на малюнку 10, використовували два типи плат, на яких встановлювалися компоненти ZJYS. Перша плата мала товщину 1 мм, шар із мідної фольги на звороті був відсутній. Товщина другої плати складала 0,3 мм, вся поверхня зворотного бокубула пластиною заземлення.

Ефект придушення імпульсних перешкод високого рівня

Широка лінійка компонентів, що випускаються.

На закінчення діаграма вибору лінійки фільтрів серії ZCAT виробництва TDK показана в таблиці 2. TDK надає різні серії компонентів, що охоплюють широкий спектр областей застосування, від використання в кабелях загального призначення до плоских кабелів.

Застосування	Тип	Діаметр кабелю (мм)	Код замовлення	Зображення
Кабелі	Самозатискний механізм	3...5	ZCAT1325-0530A (-BK)
		4...7	ZCAT1730-0730A (-BK)
		6...9	ZCAT2035-0930A (-BK)
		8...10	ZCAT2235-1030A (-BK)
		10...13	ZCAT2436-1330A (-BK)
	Кабель кріпиться до корпусу нейлоновим ремінцем	7 макс.	ZCAT1518-0730 (-BK)
		9 макс.	ZCAT2017-0930 (-BK)
		9 макс.	ZCAT2032-0930 (-BK)
		11 макс.	ZCAT2132-1130 (-BK)
		13 макс.	ZCAT3035-1330 (-BK)
Плоскі кабелі	20-жильні плоскі кабелі	12 макс.	ZCAT3618-2630D (-BK)
	26-жильні плоскі кабелі	13 макс.	ZCAT4625-3430D (-BK)
	40-жильні плоскі кабелі	17 макс.	ZCAT6819-5230D (-BK)

Моніторів, принтерів, відеокамер та іншого комп'ютерного обладнання, феритовий циліндр у пластиковій оболонці.

Навіщо він потрібний?

Феритовий циліндр – це екран, що захищає від електромагнітних перешкод та наведень: він запобігає спотворенню сигналу, що передається по , від впливу зовнішнього електромагнітного поля, а також перешкоджає випромінюванню електромагнітного поля (перешкод) від кабелю у зовнішнє середовище.

На чому ґрунтується принцип захисту

Внутрішні та зовнішні комп'ютерного обладнання можуть працювати як мініатюрні антени, оскільки вони перетворять так звані шуми напруги та струму на електромагнітне випромінювання. Неекрановані випромінюють перешкоди внаслідок протікання їх мідними провідниками синфазного шуму, тобто високочастотного струму, поточного в одному напрямку по всіх провідниках . Цей струм створює магнітне поле певної величини та напрямки.

Феррит – це феромагнетик, що не проводить електричного струму (тобто фактично ферит є магнітним ізолятором).

Феритові кільця без оболонки можна зустріти і всередині блоку.

Як збільшити ефективність шумоподавлення фериту

1. Збільшити довжину частини, що охоплюється феритовим сердечником.

2. Збільшити поперечний переріз феритового осердя.

3. Внутрішній діаметр фериту має бути найбільш близьким (в ідеалі – рівним) до зовнішнього діаметру.

4. Якщо дозволяють конструктивні особливості пари кабель-ферит, можна зробити кілька витків (як правило, один-два) навколо феритового осердя.

Узагальнюючи вищесказане, можна сказати, що найкращий феритовий сердечник - найдовший і товстий з тих, що можуть бути розміщені на конкретному . При цьому внутрішній діаметр фериту повинен по можливості збігатися із зовнішнім діаметром.

Як користуватися феритом

Іноді у продажу можна зустріти роз'ємні ферити в пластиковій оболонці (термоусадковій трубці) з двома клямками. Як ними користуватися?

Розкритий феритовий циліндр надягає на кабель, який необхідно захистити від електромагнітних перешкод і наведень, приблизно в 3 см від наконечника. Робиться петля навколо оболонки циліндра. Після цього оболонка замикається. Для надійності можна оснастити феритовим циліндром та інший кінець.

Прощавай, перешкоди, – привіт, неспотворений сигнал!

Внутрішні та зовнішні комп'ютерні кабелі можуть працювати як мініатюрні антени, оскільки вони перетворюють шуми напруги та струму на електромагнітне випромінювання.

Феритові кільця для плоских та круглих кабелів забезпечують ефективне придушення шумових струмів до їхнього випромінювання у вигляді електромагнітних перешкод.

Неекрановані кабелі випромінюють перешкоди внаслідок протікання їх мідними провідниками синфазного шуму, тобто високочастотного струму, поточного в одному напрямку по всіх провідниках кабелю. Ці струми створюють магнітне поле певної величини і напрямку.

Кабельні ферити послаблюють шумові струми, «захоплюючи» магнітне поле і розсіюючи частину його енергії у вигляді тепла тобто феритовий елемент, одягнений на провідники кабелю, створює великий активний імпеданс для синфазних струмів. змінним струмом, і на провідниках, якими передаються аналогові та цифрові сигнали.

Виробники електронного обладнання використовують ферити для придушення електромагнітних випромінюваньвід зовнішніх силових та сигнальних кабелів системних блоків комп'ютерів, моніторів, клавіатур, принтерів та інших периферійних пристроїв.

Довгі зовнішні силові та сигнальні кабелі працюють як антени, ефективно випромінюючи перешкоди, що створюються всередині корпусу приладу, у зовнішнє середовище.

Кабельні ферити для придушення електромагнітних перешкод слід вибирати, з конкретної задачі, кабельний ферит повинен створювати максимальний послідовний імпеданс для частот шумового сигналу.

Після вибору матеріалу та приблизних розмірів сердечника створюваний ним послідовний імпеданс та ефективність шумоподавлення можна оптимізувати шляхом:

1. Збільшення довжини частини провідника, що охоплюється феритом;2. збільшення поперечного перерізу феритового сердечника (особливо для силових ланцюгів);

3. Вибір сердечника з внутрішнім діаметром, найбільш близьким до зовнішнього діаметра провідника або кабелю;

faqhard.ru

Ферритовий фільтр – для чого він потрібен

У нашому побуті з'явилося безліч коштів обчислювальної технікияка працює на струмах високої частоти. Адже що вища частота, то вища швидкість обробки інформації.

Найпростіший спосіб боротьби з ПЕМІН – збільшити індуктивність.

Індуктивність - це показник співвідношення величини сили струму, що проходить через контур, і створюваного ним магнітного потоку. Якщо йдеться про прямолінійні проводи, то під індуктивністю мається на увазі величина, що характеризує енергію магнітного поля (тут вважається постійною величиною).

Індуктивність можна збільшити застосуванням спеціального феритового кільця. Як виглядають на кабелях феритові фільтри, можна переглянути на фото нижче.

Феритові кільця – це компоненти електричного ланцюгаякі використовуються як пасивні елементи для фільтрації високочастотних перешкод за рахунок підвищення індуктивності провідника та поглинання перешкод, що перевищують заданий поріг.

Такі властивості феритового фільтру надає матеріал, з якого він виготовлений – ферит.

Ферріт – це загальна назва сполук на основі оксиду заліза та оксидів інших металів. Ферити поєднують у собі властивості феромагнетиків і напівпровідників (іноді діелектриків) і тому використовуються як сердечники котушок, постійних магнітів, виступають як поглиначі електромагнітних хвиль високих частот і т.д.

Ферритові кабельні фільтри із засувкою - принцип роботи

Робота феритового фільтра залежить від характеристик матеріалу, з якого він виготовлений. За рахунок спеціальних добавок оксидів різних металів змінюються властивості фериту.

Принципово розрізняють кілька способів застосування феритових кілець:

1. На одножильних (однофазних) проводах він може, навпаки, поглинати випромінювання у певному діапазоні, перетворюючи наведення на теплову енергію. Таким чином, негативні частоти можуть поглинатися (відсікатися) феритовим кільцем.
2. На одножильних дротах, де він працює як своєрідний підсилювач, оскільки повертає частину високочастотного магнітного поля назад в кабель, що призводить до посилення сигналу в заданому діапазоні.
3. На багатожильних дротах ферит працює як синфазний трансформатор, який пропускає несиметричні сигнали в кабелі (імпульси струму, наприклад, в кабелях передачі даних або в ланцюгах живлення постійним струмом) і гасить симетричні сигнали (які потенційно можуть викликатись у таких кабелях тільки електромагнітними наведеннями).

Де використовувати і як вибрати феритовий фільтр

Якщо говорити про практику застосування, то на кабелях живлення феритові кільцязастосовуються для зменшення перешкод, які можуть створити самі кабелі, а на сигнальних (передаючих даних) ферити гасять можливі зовнішні перешкоди та наведення.

Феритові кабельні фільтри можуть бути вбудованими (кабель продається вже з феритовим кільцем) або окремими (найчастіше це замикаються навколо дроту моделі), які не вимагають будь-яких доробок самого кабелю.

Провід може вставлятися в центр феритового фільтра (виходить одновиткова котушка), а може утворювати навколо кільця кілька витків (тороїдальна обмотка). Останній спосіб значно збільшує ефективність роботи фільтра.

Щоб підібрати феритову обручку під задані вимоги, потрібно знати характеристики матеріалу, з якого воно виготовлено і габарити виробу.

Наприклад нижче в таблиці позначені основні характеристики феритових фільтрів, запропонованих над ринком.

Графік залежності частоти та імпедансу

Імпеданс – це повний внутрішній опір елемента електричного кола до змінного (гармонійного) струму (сигналу). Вимірюється, як і звичайний опір, в омах.

Ще одним важливим параметром феритових фільтрів є їх магнітна проникність.

Магнітна проникність - це коефіцієнт, який характеризує зв'язок між магнітною індукцією та напруженістю магнітного поля в речовині.

Виходячи з вищесказаного, для того, щоб позначити основні властивості феритових фільтрів, виробники вдаються до наступного маркування:

3000HH D * d * h, де:

1. 3000 - це показник початкової магнітної проникності фериту,
2. HH – це марка фериту (найчастіше це HH – ферити загального призначення, або HM – для слабких магнітних полів),
3. D – найбільший (зовнішній) діаметр,
4. d – менший (внутрішній) діаметр,
5. h – висота тороїда.

Наведемо типові приклади застосування феритів:

• Марка 100НН може використовуватися для кабелів із частотами до 30 МГц,
• 400НН - з частотами не вище 3,5 МГц,
• 600НН - із частотами до 1,5 МГц
• 1000НН – до 400 кГц.

Тобто, наприклад, антенний феритовий фільтр може бути марки HH.

А ось феритовий фільтр для USB кабелюнайкраще вибрати з маркою HM (для кабелів зі слабким магнітним полем).

Співвідношення марок і частот виглядає так:

• 1000НМ - використовується з кабелями, що працюють із частотою не більше 1 МГц,
• 1500НМ – не більше 600 кГц,
• 2000НМ та 3000НМ - не понад 450 кГц.

Як намотувати феритові кільця

У більшості випадків достатньо підібрати правильний феритовий фільтр і зафіксувати його на кабелі ближче до місця підключення до приладу.

Однак, в окремих випадках, для збільшення імпедансу можна зробити кабелем кілька витків навколо кільця фериту і тоді імпеданс зростатиме кратно квадрату числа витків. Тобто з двох витків у 4 рази, а з 3 – вже у 9 разів.

Насправді, звісно, ​​реальний показник збільшення трохи менше теоретичного.

Для того щоб після намотування феритове кільце зафіксувалося, необхідно заздалегідь визначитися з кількістю витків дроту та розрахувати внутрішній діаметр фільтра, щоб він закрився, не передавши кабель.

filteru.ru

Для чого потрібний феритовий фільтр чи кільце на кабелі

Ви напевно помічали і не раз, що на дротах від ноутбука, монітора та іншої електронної техніки трапляються незрозумілі потовщення у вигляді циліндра. Це зроблено не просто так чи для краси. Справа в тому, що пластиковий циліндр – це спеціальний феритовий фільтр. У народі його часто називають як фільтр для придушення високочастотних перешкод або простіше - «шумовий» фільтр. Навіщо і навіщо він потрібний?

Справа в тому, що будь-який пристрій, підключений до електричної мережі, є джерелом електромагнітних хвиль, які є, у свою чергу, високочастотними перешкодами, що впливають на роботу інших пристроїв поблизу. Довгі зовнішні силові та інтерфейсні кабелі працюють як свого роду антени, яких досить сильно випромінюють у зовнішнє середовище перешкоди, які створюються апаратурою при роботі. Це може сильно впливати на роботу бездротових мережЩоб це не відбувалося, кабель треба екранувати. Але тоді значно підстрибне його ціна! На допомогу прийшли феритове кільце та фільтри з цього матеріалу.

Як працює феритовий фільтр

Феррит - це спеціальний матеріал, що складається із сполуки оксиду заліза та ряду інших металів, який не проводить струму та ефективно поглинає електромагнітні хвилі. Феритове кільце є відмінним магнітним ізолятором і за рахунок цього забезпечує фільтрацію високочастотних перешкод та електромагнітних шумів. Він бере на себе електромагнітні хвилі на виході з електронної апаратури, перш ніж вони посиляться в кабелі, як в антені.

Феритовий фільтр являє собою осердя з цього матеріалу у вигляді циліндра, який надівається на кабель або відразу на виробництві, або пізніше. При самостійному встановленні його необхідно розташувати максимально близько до джерела перешкод. Тільки це дозволить запобігти передачі перешкод через інші елементи конструкції апарату, де їх відфільтрувати набагато важче.

set-os.ru

Навіщо потрібні феритові фільтри?

Багато хто з вас, звичайно ж, бачили на кінцях дротів невеликі циліндри. Це – феритові фільтри. Чи знаєте ви, яку роль вони відіграють? Спробуймо розібратися в цьому питанні разом.

Навіщо встановлюють феритові фільтри?

Дуже часто на форумах зустрічаю твердження, що феритові обручки служать тільки для того, щоб кабель не випромінював перешкоди! Чи правильне це твердження? Частково це, щоправда. Але воно справедливе лише до проводів живлення. Тоді, для чого ставлять феритові фільтри на HDMI? Адже завад провід не випромінює!

Все просто! Ферріт, завдяки своїм унікальним властивостям, здатний захоплювати магнітне поле і розсіювати його у вигляді тепла, іншими словами, він здатний послаблювати шумові перешкоди в кабелі. А це відіграє велику роль для якості цифрового сигналу.

Тоді чому на багатьох HDMI кабеляхнемає феритових кілець? Тому що феритові кільця це не єдиний спосіб захистити провід від впливу перешкод. Не менш ефективне і екранування дроту.

Чи збільшиться якість сигналу, якщо встановити на провід феритові кільця? Відповідь - збільшиться! Але це зовсім не означає, що ви це помітите.

Чи помічав ти коли-небудь невеликий циліндр на кабелі свого ноутбука? Якщо ні, придивись уважніше до зарядки будь-якого портативного комп'ютера. На шнурі біля самого роз'єму, який вставляється в ноутбук, є невелика пластикова барило.

Ні, я звичайно знав, що там не якийсь складний пристрій і не просто шматок пластмаси, але все ніяк не доходили руки дізнатися все точно і детальніше.

Сьогодні вийшов ось такий день. А ви точно знаєте? Перевірте про всяк випадок себе...

Виявляється, цей малопомітний циліндр виконує дуже важливу функцію! Він відіграє роль високочастотного фільтра і нейтралізує перешкоди, які можуть надходити від кабелю живлення. Цей пристрій називається феритовим кільцем, або феритовим фільтром.

Дивно, але всередині цього барила немає жодних мікросхем чи інших електронних пристроїв. Якщо його розкрити і подивитися на нутрощі, то нічого цікавого там не побачиш. Просто шнур проходить крізь невеликий порожнистий циліндр із твердого матеріалу. У деяких випадках шнур охоплює його зашморгом.

Цей циліндр виконаний з фериту - хімічної сполуки оксиду заліза з окислами інших металів, який є магнітним ізолятором. У цій речовині не виникають вихрові струми, тому ферити дуже швидко перемагнічують у такт із частотою електромагнітного поля.

Не секрет, що будь-хто неекранований кабельживлення є джерелом електромагнітних перешкод, які можуть спотворювати інформаційні сигнали всередині комп'ютера. А феритове кільце відіграє роль фільтра та перешкоджає поширенню цих перешкод.

Раніше для цієї мети застосовувалося екранування всього кабелю мідною оплеткою, але феритові кільця значно дешевші, тому саме вони набули широкого поширення в сучасній електротехніці.

До речі, феритовые кільця як перешкоджають утворенню небажаних електромагнітних полів, а й захищають сигнал усередині кабелю від зовнішніх перешкод. Тому такі циліндри, крім кабелів живлення, можна також зустріти і на шнурах підключення моніторів, камер або фотоапаратів.

Як збільшити ефективність шумоподавлення кабельного фериту
1. Збільшити довжину частини кабелю, що охоплюється феритовим сердечником.
2. Збільшити поперечний переріз феритового осердя.
3. Внутрішній діаметр кабельного фериту повинен бути найближчим (в ідеалі – рівним) до зовнішнього діаметру кабелю.
4. Якщо дозволяють конструктивні особливості пари кабель - ферит, можна зробити кілька витків (як правило, один - два) кабелі навколо феритового сердечника. Узагальнюючи вищесказане, можна сказати, що найкращий феритовий сердечник - найдовший і товстіший з тих, що можуть бути розміщені на конкретному кабелі. При цьому внутрішній діаметр кабельного фериту повинен по можливості збігатися із зовнішнім діаметром кабелю.

Так, точно, мені ж іноді траплялися до обладнання окремо прикладені такі барило:

Як користуватись кабельним феритом?

Іноді у продажу можна зустріти роз'ємні кабельні ферити в пластиковій оболонці (термоусадковій трубці) з двома клямками. Як ними користуватися? Розкритий феритовий циліндр надягає на кабель, який необхідно захистити від електромагнітних перешкод і наведень, приблизно 3 см від наконечника кабелю. Робиться петля навколо оболонки циліндра. Після цього оболонка замикається. Для надійності можна оснастити феритовим циліндром та інший кінець кабелю.

Тоді чому на всіх кабелях немає феритових кілець? Тому що феритові кільця це не єдиний спосіб захистити провід від впливу перешкод. Не менш ефективне і екранування дроту. Або кабель просто дешевий і не якісний.

джерела