Každý z nás viděl malé válečky na napájecích kabelech nebo koordinačních kabelech elektronických zařízení. Lze je nalézt na nejběžnějších počítačových systémech, v kanceláři i doma, na koncích vodičů, které spojují systémovou jednotku s klávesnicí, myší, monitorem, tiskárnou, skenerem atd. Tento prvek se nazývá „ feritový kroužek“ (nebo feritový filtr). V tomto článku se podíváme na to, za jakým účelem výrobci výpočetní a vysokofrekvenční techniky vybavují své kabelové produkty zmíněnými prvky.

Hlavní účel

Fyzikální vlastnosti

Ferit je feromagnetický materiál, který nevede elektrický proud, to znamená, že je to v podstatě magnetický izolátor. V tomto materiálu nevznikají, a proto se velmi rychle remagnetizuje - v čase s frekvencí vnějších elektromagnetických polí. Tato vlastnost materiálu je základem pro účinnou ochranu elektronických zařízení. Feritový kroužek umístěný na kabelu může vytvořit vysokou aktivní impedanci pro proudy v běžném režimu.

Tento materiál je tvořen chemickou kombinací oxidů železa s oxidy jiných kovů. Má jedinečné magnetické vlastnosti a nízkou elektrickou vodivost. Díky tomu nemají ferity mezi ostatními magnetickými materiály ve vysokofrekvenční technologii prakticky žádnou konkurenci. 2000nm feritové kroužky výrazně zvyšují indukčnost kabelu (několikrát až tisíckrát), což zajišťuje potlačení vysokofrekvenčního rušení. Tento prvek se instaluje na šňůru při její výrobě nebo se rozřezaný na dva půlkruhy navléká na drát hned po jeho výrobě. Feritový filtr je zabalen v plastovém pouzdře. Pokud ji rozříznete, uvidíte uvnitř kus kovu.

Potřebujete feritový filtr? Nebo je to další podvod?

Počítače jsou velmi „hlučná“ (elektromagneticky řečeno) zařízení. Základní deska uvnitř systémové jednotky je tedy schopna oscilovat s frekvencí jednoho kilohertzu. Klávesnice má mikročip, který také pracuje na vysokých frekvencích. To vše vede k tzv. generování rádiového šumu v blízkosti systému. Ve většině případů jsou eliminovány odstíněním desky od elektromagnetických polí kovovým pouzdrem. Dalším zdrojem hluku jsou však měděné dráty, které spojují různá zařízení. V podstatě fungují jako dlouhé antény, které zachycují signály z kabelů jiných rozhlasových a televizních zařízení a ovlivňují provoz „jejich“ zařízení. Feritový filtr eliminuje elektromagnetický šum a vysílané signály. Tyto prvky přeměňují elektromagnetické vysokofrekvenční vibrace na tepelnou energii. Proto se instalují na konce většiny kabelů.

Jak vybrat správný feritový filtr

Chcete-li nainstalovat feritový kroužek na kabel vlastními rukama, musíte porozumět typům těchto produktů. Ostatně záleží na typu drátu a jeho tloušťce, jaký filtr (z jakého materiálu) bude potřeba použít. Například prstenec nainstalovaný na vícežilovém kabelu (napájecí kabel, datový kabel, video nebo USB rozhraní) vytváří v této sekci tzv. common-mode transformátor, přenášející protifázové signály nesoucí užitečné informace a také odráží běžné -rušení režimu. V tomto případě by se neměl používat absorbující ferit, aby nedošlo k narušení přenosu informace, ale vysokofrekvenční feromateriál. Je však vhodnější zvolit feritové kroužky z materiálu, který bude rozptylovat vysokofrekvenční rušení, spíše než je odrážet zpět do drátu. Jak vidíte, nesprávně vybraný produkt může zhoršit výkon vašeho zařízení.

Feritové válce

Silné feritové válce se nejúčinněji vyrovnávají s rušením. Je však třeba mít na paměti, že použití příliš objemných filtrů je velmi nepohodlné a výsledky jejich práce se pravděpodobně nebudou v praxi příliš lišit od těch o něco menších. Vždy byste měli používat filtry optimálních rozměrů: vnitřní průměr by měl ideálně odpovídat drátu a jeho šířka by měla odpovídat šířce konektoru kabelu.

Nezapomeňte, že proti hluku nepomáhají pouze feritové filtry. Například pro lepší vodivost se doporučuje použít kabely s větším průřezem. Při volbě délky kabelu byste neměli mezi připojenými zařízeními nechávat velkou délkovou rezervu. Kromě toho může být zdrojem rušení také špatná kvalita spojení mezi vodičem a konektorem.

Video: Jak správně navinout dlouhý drát kolem feritového prstence nebo toroidního jádra transformátoru

Značení feritových kroužků

Nejrozšířenější typ záznamu pro značení feritových kroužků je následující: K D d N, kde:

K je zkratka pro „ring“;

D – vnější průměr výrobku;

D – vnitřní průměr feritového kroužku;

H – výška filtru.

Video: Jak správně impregnovat transformátor navinutý na feritovém kroužku epoxidovou pryskyřicí

Kromě celkových rozměrů výrobku je v označení zakódován typ feromagnetického materiálu. Příklad záznamu může vypadat takto: M20VN-1 K 4x2.5x1.6. Druhá polovina odpovídá celkovým rozměrům prstenu a první polovina je zašifrována tou počáteční (20 &mu-i). Kromě specifikovaných parametrů v referenčním popisu každý výrobce uvádí parametry kritické frekvence, měrného odporu a Curieovy teploty pro konkrétní produkt.

Jak jinak se používají feritové kroužky?

Kromě známé aplikace jako vysokofrekvenční ochrana se pro výrobu transformátorů používají feromagnetické materiály. Často je lze vidět v technice. Je dobře známo, že feritový prstencový transformátor je velmi účinný ve vyvážených směšovačích. Ne každý však ví, že je možné „natáhnout“ balancování. Tato modifikace transformátoru je schopna provádět vyvažovací operaci přesněji. Kromě toho jsou transformátory na feritových kroužcích široce používány pro přizpůsobení výstupních a vstupních odporů kaskád tranzistorových zařízení. V tomto případě jsou aktivní a transformovány Díky posledně jmenovanému lze toto zařízení použít ke změně rozsahu ladění kapacity. "Stretch" transformátory fungují dobře na frekvencích pod 10 MHz.

Závěr

Ti, kteří se zajímají o to, jak sami navíjet feritový prstenec, by měli mít na paměti, že sériovou impedanci zavedenou vysokofrekvenčním feritovým jádrem lze snadno zvýšit několika závity vodiče na něm. Jak naznačuje elektrotechnická teorie, impedance takového systému se bude zvyšovat úměrně druhé mocnině počtu závitů. Ale to je teoreticky, ale v praxi je obrázek poněkud odlišný kvůli nelinearitě feromagnetických materiálů a ztrátám v nich.

Pár otočení na jádru nezvýší impedanci čtyřnásobně, jak by mělo, ale o něco méně. V důsledku toho, aby se do kabelového filtru vešlo několik závitů, měli byste zvolit kroužek zjevně větší standardní velikosti. Pokud je to nepřijatelné a drát musí zůstat stejně dlouhý, je lepší použít několik filtrů.

Podívejme se, jak vyrobit obvod převodníku pro napájení supersvítivé LED. Takový obvod může být dobrým začátkem pro praktické studium elektroniky. Na základě tohoto převodníku později sestavíme vlastními rukama několik zajímavých a užitečných elektronických domácích produktů.

Jak vyrobit měnič napětí vlastníma rukama

Prvním problémem při sestavování obvodu je nákup feritového kroužku. Feritové kroužky jsou nedílnou součástí zařízení se spínanými zdroji (počítače, televize, monitory, videorekordéry atd.) Najít takto staré nebo rozbité zařízení není těžké. Například několik kroužků lze nalézt v napájecím zdroji počítače v tlumivkách výkonového filtru. Tlumivky jsou odstraněny z desky, vinutí jsou demontována, čímž se uvolní feritový kroužek.

Napájení počítače

Vytěžené tlumivky

Druhým problémem při sestavování obvodu je nalezení drátu vinutí. Drát je také dobře přístupný, dva kusy izolovaného drátu lze snadno získat z internetového kabelu typu UTP stačí dva dráty dlouhé 0,5-1m.

Kousek UTP kabelu

Vodiče pro vinutí

Rádiové komponenty jsou také odstraněny ze zastaralého nebo vadného zařízení. Potřebujete jeden odpor o jmenovité hodnotě 300 Ohmů - 10 kOhmů, libovolný n-p-n tranzistor a samozřejmě LED. Pinout tranzistoru určíme zadáním dotazu „ označení tranzistoru datashit." Je přípustné instalovat do obvodu tranzistory struktury pnp, ale k tomu bude nutné změnit polaritu napájení obvodu a LED.

Montáž toroidního transformátoru je znázorněna na videu. Vinutí jsou navinuta vlastními rukama do dvou drátů najednou. Střed je vytvořen spojením začátku jednoho vinutí s koncem druhého. Podívej se na tu fotku. Počet otáček je 10-30 otáček.

Navíjení drátů

Vinutí transformátoru

Formování středu

Správně sestavený obvod začne okamžitě fungovat. Použití toroidního transformátoru ve srovnání s obvodem prudce zvyšuje účinnost a hospodárnost obvodu převodníku. Převodník se spustí, i když je přivedeno napětí 0,3 V (!) a bude produkovat napětí pro provoz LED 2,5-3 V. Máte-li dotazy, ptejte se!

Jiný název: ferit, feritová podložka. Tato věc je vždy na kabelu vedoucím z grafické karty počítače k ​​monitoru - můžete vidět, jak to vypadá. Často to vypadá jako zesílení kabelu, protože je umístěn pod obecnou izolací. Účelem feritového prstence je snížit pronikání vysokofrekvenčního rušení do zařízení přes síťový kabel.

Například při úderu blesku do blízkosti elektrických vodičů v nich vzniká proud, který okamžitě protéká oběma vodiči do zařízení a po průchodu skrz kapacitu mezi krytem a zemí je zkratován k zemi. Blesk je poměrně vzácný jev, takže takové rušení je vytvářeno především rádiovými zařízeními, spínacími zdroji a různými průmyslovými instalacemi.

Na rozdíl od běžného přenosu energie, kdy proud teče do zátěže jedním vodičem a druhým se vrací zpět ke zdroji, se může vysokofrekvenční (RF) rušení šířit dvěma vodiči najednou (obr. 53).

To znamená, že oba síťové vodiče pro takové rušení jsou jako dva paralelní dopředné vodiče (nebo jako anténa) a zem je zpětný vodič. Situace se zhoršuje, když je tělo zařízení uzemněno. Uvnitř zařízení je RF rušivý proud distribuován zcela nepředvídatelným způsobem a může ovlivnit různé obvody a narušit jejich činnost. Připojením feritového kroužku k síťovému drátu zvýšíme jeho (drátovou) indukčnost, a tím i odpor při vysokých frekvencích. Proto se rušivý proud znatelně sníží. Kromě toho je důležité, aby oba vodiče kabelu byly umístěny uvnitř feritového prstence najednou - v tomto případě se nezvýší indukčnost elektrického obvodu pro síťové napětí a přítomnost prstence nijak neovlivní normální provoz systému.

Mimochodem, feritový prsten je pravděpodobně jediná věc, která nikdy neškodí, takže jeho použití není omezeno. Navíc se doporučuje používat takové kroužky na všech kabelech připojených k zesilovači, jak síťových, tak vstupních a reproduktorových kabelů - v našem věku průmyslu a radiokomunikací budou velmi užitečné.

V prodeji jsou dělené feritové podložky sestávající ze dvou polovin v pouzdře se západkami. Jejich připevnění na kabel je velmi rychlé a pohodlné.

Zdroj: Rogov I.E. Návrh napájecích zdrojů pro audio zesilovače. – Moskva: Infra-Engineering, 2011. – 160 s.

Související příspěvky

Hlavní výhodou elektrolytických kondenzátorů je jejich obrovská měrná kapacita. Ale nárůst kapacity byl dosažen na úkor některých dalších parametrů. Jednou z těchto ztrát je, že provoz elektrolytických kondenzátorů…….

Spolehlivost je věc, kterou nelze opomíjet! Obecně jsou moderní komponenty velmi spolehlivé, ale jsou situace, kdy se kvůli nesprávnému používání něco rychle porouchá. Obvykle má každý prvek nějaké……

Typicky se k testování zesilovačů používá sinusový signál. Často se také používá k měření maximálního výstupního výkonu. Skutečná hudba (a zvukový signál obecně) má jeden důležitý rozdíl: je velmi dynamická……..

Každý z nás viděl malé válečky na napájecích kabelech nebo koordinačních kabelech elektronických zařízení. Lze je nalézt na nejběžnějších počítačových systémech, v kanceláři i doma, na koncích vodičů, které spojují systémovou jednotku s klávesnicí, myší, monitorem, tiskárnou, skenerem atd. Tento prvek se nazývá „ feritový kroužek“ (nebo feritový filtr). V tomto článku se podíváme na to, za jakým účelem výrobci výpočetní a vysokofrekvenční techniky vybavují své kabelové produkty zmíněnými prvky.

Hlavní účel

Fyzikální vlastnosti

Ferit je feromagnetický materiál, který nevede elektrický proud, to znamená, že je to v podstatě magnetický izolátor. V tomto materiálu nevznikají, a proto se velmi rychle remagnetizuje - v čase s frekvencí vnějších elektromagnetických polí. Tato vlastnost materiálu je základem pro účinnou ochranu elektronických zařízení. Feritový kroužek umístěný na kabelu může vytvořit vysokou aktivní impedanci pro proudy v běžném režimu.

Video: Jak vyrobit převodník na feritovém prstenu vlastníma rukama

Tento materiál je tvořen chemickou kombinací oxidů železa s oxidy jiných kovů. Má jedinečné magnetické vlastnosti a nízkou elektrickou vodivost. Díky tomu nemají ferity mezi ostatními magnetickými materiály ve vysokofrekvenční technologii prakticky žádnou konkurenci. 2000nm feritové kroužky výrazně zvyšují indukčnost kabelu (několikrát až tisíckrát), což zajišťuje potlačení vysokofrekvenčního rušení. Tento prvek se instaluje na šňůru při její výrobě nebo se rozřezaný na dva půlkruhy navléká na drát hned po jeho výrobě. Feritový filtr je zabalen v plastovém pouzdře. Pokud ji rozříznete, uvidíte uvnitř kus kovu.

Potřebujete feritový filtr? Nebo je to další podvod?

Počítače jsou velmi „hlučná“ (elektromagneticky řečeno) zařízení. Základní deska uvnitř systémové jednotky je tedy schopna oscilovat s frekvencí jednoho kilohertzu. Klávesnice má mikročip, který také pracuje na vysokých frekvencích. To vše vede k tzv. generování rádiového šumu v blízkosti systému. Ve většině případů jsou eliminovány odstíněním desky od elektromagnetických polí kovovým pouzdrem. Dalším zdrojem hluku jsou však měděné dráty, které spojují různá zařízení. V podstatě fungují jako dlouhé antény, které zachycují signály z kabelů jiných rozhlasových a televizních zařízení a ovlivňují provoz „jejich“ zařízení. Feritový filtr eliminuje elektromagnetický šum a vysílané signály. Tyto prvky přeměňují elektromagnetické vysokofrekvenční vibrace na tepelnou energii. Proto se instalují na konce většiny kabelů.

Video: Jak správně navinout dlouhý drát kolem feritového prstence nebo toroidního jádra transformátoru

Jak vybrat správný feritový filtr

Video: Feritové kroužky

Chcete-li nainstalovat feritový kroužek na kabel vlastními rukama, musíte porozumět typům těchto produktů. Ostatně záleží na typu drátu a jeho tloušťce, jaký filtr (z jakého materiálu) bude potřeba použít. Například prstenec nainstalovaný na vícežilovém kabelu (napájecí kabel, datový kabel, video nebo USB rozhraní) vytváří v této sekci tzv. common-mode transformátor, přenášející protifázové signály nesoucí užitečné informace a také odráží běžné -rušení režimu. V tomto případě by se neměl používat absorbující ferit, aby nedošlo k narušení přenosu informace, ale vysokofrekvenční feromateriál. Je však vhodnější zvolit feritové kroužky z materiálu, který bude rozptylovat vysokofrekvenční rušení, spíše než je odrážet zpět do drátu. Jak vidíte, nesprávně vybraný produkt může zhoršit výkon vašeho zařízení.

Feritové válce

Silné feritové válce se nejúčinněji vyrovnávají s rušením. Je však třeba mít na paměti, že použití příliš objemných filtrů je velmi nepohodlné a výsledky jejich práce se pravděpodobně nebudou v praxi příliš lišit od těch o něco menších. Vždy byste měli používat filtry optimálních rozměrů: vnitřní průměr by měl ideálně odpovídat drátu a jeho šířka by měla odpovídat šířce konektoru kabelu.

Nezapomeňte, že proti hluku nepomáhají pouze feritové filtry. Například pro lepší vodivost se doporučuje použít kabely s větším průřezem. Při volbě délky kabelu byste neměli mezi připojenými zařízeními nechávat velkou délkovou rezervu. Kromě toho může být zdrojem rušení také špatná kvalita spojení mezi vodičem a konektorem.

Video: Jak správně impregnovat transformátor navinutý na feritovém kroužku epoxidovou pryskyřicí

Značení feritových kroužků

Nejrozšířenější typ záznamu pro značení feritových kroužků je následující: K D d N, kde:

K je zkratka pro „ring“;

D – vnější průměr výrobku;

D – vnitřní průměr feritového kroužku;

H – výška filtru.

Video: Řezání magnetu podél grafitové dráhy. Jak řezat magnet. Jak řezat magnet. Jak řezat magnet.

Kromě celkových rozměrů výrobku je v označení zakódován typ feromagnetického materiálu. Příklad záznamu může vypadat takto: M20VN-1 K 4x2.5x1.6. Druhá polovina odpovídá celkovým rozměrům prstenu a první polovina je zašifrována tou počáteční (20 &mu-i). Kromě specifikovaných parametrů v referenčním popisu každý výrobce uvádí parametry kritické frekvence, měrného odporu a Curieovy teploty pro konkrétní produkt.

Jak jinak se používají feritové kroužky?

Kromě známé aplikace jako vysokofrekvenční ochrana se pro výrobu transformátorů používají feromagnetické materiály. Často je lze vidět v technice. Je dobře známo, že feritový prstencový transformátor je velmi účinný ve vyvážených směšovačích. Ne každý však ví, že je možné „natáhnout“ balancování. Tato modifikace transformátoru je schopna provádět vyvažovací operaci přesněji. Kromě toho jsou transformátory na feritových kroužcích široce používány pro přizpůsobení výstupních a vstupních odporů kaskád tranzistorových zařízení. V tomto případě jsou aktivní a transformovány Díky posledně jmenovanému lze toto zařízení použít ke změně rozsahu ladění kapacity. "Stretch" transformátory fungují dobře na frekvencích pod 10 MHz.

Závěr

Ti, kteří se zajímají o to, jak sami navíjet feritový prstenec, by měli mít na paměti, že sériovou impedanci zavedenou vysokofrekvenčním feritovým jádrem lze snadno zvýšit několika závity vodiče na něm. Jak naznačuje elektrotechnická teorie, impedance takového systému se bude zvyšovat úměrně druhé mocnině počtu závitů. Ale to je teoreticky, ale v praxi je obrázek poněkud odlišný kvůli nelinearitě feromagnetických materiálů a ztrátám v nich.

Pár otočení na jádru nezvýší impedanci čtyřnásobně, jak by mělo, ale o něco méně. V důsledku toho, aby se do kabelového filtru vešlo několik závitů, měli byste zvolit kroužek zjevně větší standardní velikosti. Pokud je to nepřijatelné a drát musí zůstat stejně dlouhý, je lepší použít několik filtrů.