Δαχτυλίδι φερρίτη - τι είναι; Πώς να φτιάξετε ένα δαχτυλίδι φερρίτη με τα χέρια σας;

2024 Συγγραφέας: Howard Calhoun | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-02 13:52

Καθένας από εμάς έχει δει μικρούς κυλίνδρους σε καλώδια ρεύματος ή σε καλώδια για αντίστοιχες ηλεκτρονικές συσκευές. Μπορούν να βρεθούν στα πιο κοινά συστήματα υπολογιστών, τόσο στο γραφείο όσο και στο σπίτι, στα άκρα των καλωδίων που συνδέουν τη μονάδα συστήματος με το πληκτρολόγιο, το ποντίκι, την οθόνη, τον εκτυπωτή, τον σαρωτή κ.λπ. Αυτό το στοιχείο ονομάζεται δακτύλιος φερρίτη» (ή φίλτρο φερρίτη). Σε αυτό το άρθρο, θα εξετάσουμε το σκοπό για τον οποίο οι κατασκευαστές υπολογιστών και εξοπλισμού υψηλής συχνότητας εξοπλίζουν τα καλωδιακά προϊόντα τους με τα αναφερόμενα στοιχεία.

Κύριος σκοπός

Ο δακτύλιος φερρίτη μπορεί να μειώσει την επίδραση της ραδιοσυχνότητας και των ηλεκτρομαγνητικών παρεμβολών στο σήμα που μεταδίδεται μέσω του καλωδίου. Τα μακρά καλώδια σήματος και τροφοδοσίας τόσο του υπολογιστή όσο και του άλλου εξοπλισμού ισχύος έχουν παρασιτικές ιδιότητες,λειτουργούν δηλαδή ως κεραίες. Εκπέμπουν πολύ αποτελεσματικά διάφορους θορύβους που δημιουργούνται μέσα στη συσκευή στο εξωτερικό περιβάλλον, δημιουργώντας έτσι παρεμβολές σε ραδιοφωνικούς σταθμούς κατά τη λήψη ραδιοφωνικού σήματος και σε άλλο ηλεκτρονικό εξοπλισμό. Και αντίστροφα, όταν λαμβάνετε παρεμβολές από τον αέρα από συσκευές εκπομπής ραδιοφώνου, ένας υπολογιστής ή άλλη ηλεκτρονική συσκευή μπορεί να δυσλειτουργεί. Εδώ, για να εξαλείψουν αυτό το φαινόμενο, χρησιμοποιούν έναν δακτύλιο φερρίτη που φοριέται σε καλώδιο ρεύματος ή αντίστοιχο καλώδιο.

Φυσικές ιδιότητες

Ο φερρίτης είναι ένας σιδηρομαγνήτης που δεν άγει ηλεκτρισμό, δηλαδή στην πραγματικότητα είναι ένας μαγνητικός μονωτήρας. Δεν δημιουργούνται δινορεύματα σε αυτό το υλικό, και ως εκ τούτου επαναμαγνητίζεται πολύ γρήγορα - σε χρόνο με τη συχνότητα των εξωτερικών ηλεκτρομαγνητικών πεδίων. Αυτή η ιδιότητα υλικού αποτελεί τη βάση για την αποτελεσματική προστασία των ηλεκτρονικών συσκευών. Ο δακτύλιος φερρίτη που φοριέται στο καλώδιο μπορεί να δημιουργήσει μια μεγάλη ενεργή αντίσταση για ρεύματα κοινής λειτουργίας.

Αυτό το υλικό σχηματίζεται από τον χημικό συνδυασμό οξειδίων του σιδήρου με οξείδια άλλων μετάλλων. Έχει μοναδικά μαγνητικά χαρακτηριστικά και χαμηλή ηλεκτρική αγωγιμότητα. Εξαιτίας αυτού, οι φερρίτες δεν έχουν πρακτικά ανταγωνιστές μεταξύ άλλων μαγνητικών υλικών στην τεχνολογία υψηλής συχνότητας. Οι δακτύλιοι φερρίτη 2000nm αυξάνουν σημαντικά την επαγωγή του καλωδίου (πολλές εκατοντάδες ή χιλιάδες φορές), γεγονός που εξασφαλίζει την καταστολή των παρεμβολών υψηλής συχνότητας. Αυτό το στοιχείο τοποθετείται στο κορδόνι κατά την παραγωγή του ή, κομμένο σε δύο ημικύκλια, τοποθετείται στο σύρμα αμέσως μετά την κατασκευή του. φερρίτηςΤο φίλτρο είναι συσκευασμένο σε πλαστική θήκη. Αν το ανοίξετε, μπορείτε να δείτε ένα κομμάτι μετάλλου μέσα.

Χρειάζομαι φίλτρο φερρίτη; Ή είναι άλλη μια φάρσα;

Οι υπολογιστές είναι πολύ «θορυβώδεις» (ηλεκτρομαγνητικά) συσκευές. Έτσι, η μητρική πλακέτα μέσα στη μονάδα συστήματος είναι σε θέση να ταλαντώνεται με συχνότητα ενός kilohertz. Το πληκτρολόγιο διαθέτει μικροτσίπ, το οποίο επίσης λειτουργεί σε υψηλή συχνότητα. Όλα αυτά οδηγούν στη λεγόμενη δημιουργία ραδιοφωνικού θορύβου κοντά στο σύστημα. Στις περισσότερες περιπτώσεις, εξαλείφονται θωρακίζοντας την πλακέτα από ηλεκτρομαγνητικά πεδία με μεταλλική θήκη. Ωστόσο, μια άλλη πηγή θορύβου είναι τα χάλκινα καλώδια που συνδέουν διάφορες συσκευές. Στην πραγματικότητα, λειτουργούν σαν μακριές κεραίες που παίρνουν σήματα από καλώδια άλλου ραδιοτηλεοπτικού εξοπλισμού, και επηρεάζουν τη λειτουργία της συσκευής «τους». Το φίλτρο φερρίτη εξαλείφει τον ηλεκτρομαγνητικό θόρυβο και τα σήματα εκπομπής. Αυτά τα στοιχεία μετατρέπουν τους ηλεκτρομαγνητικούς κραδασμούς υψηλής συχνότητας σε θερμική ενέργεια. Γι' αυτό τοποθετούνται στις άκρες των περισσότερων καλωδίων.

Πώς να επιλέξετε το σωστό φίλτρο φερρίτη

Για να εγκαταστήσετε έναν δακτύλιο φερρίτη στο καλώδιο με τα χέρια σας, πρέπει να κατανοήσετε τους τύπους αυτών των προϊόντων. Εξάλλου, εξαρτάται από τον τύπο του σύρματος και το πάχος του ποιο φίλτρο (από ποιο υλικό) πρέπει να χρησιμοποιήσετε. Για παράδειγμα, ένας δακτύλιος που είναι εγκατεστημένος σε ένα καλώδιο πολλαπλών πυρήνων (καλώδιο τροφοδοσίας, καλώδιο δεδομένων, διασύνδεση βίντεο ή USB) δημιουργεί έναν λεγόμενο μετασχηματιστή κοινής λειτουργίας σε αυτήν την ενότητα, περνώνταςαντιφασικά σήματα που μεταφέρουν χρήσιμες πληροφορίες και αντικατοπτρίζουν επίσης παρεμβολές κοινής λειτουργίας. Σε αυτή την περίπτωση, θα πρέπει να χρησιμοποιείται μη απορροφητικός φερρίτης για να αποφευχθεί η διακοπή της μετάδοσης πληροφοριών, αλλά ένα σιδηροϋλικό υψηλότερης συχνότητας. Αλλά είναι προτιμότερο να επιλέγετε δακτυλίους φερρίτη για το καλώδιο της κεραίας από υλικό που θα διαλύει τις παρεμβολές υψηλής συχνότητας, αντί να τους ανακλά πίσω στο καλώδιο. Όπως μπορείτε να δείτε, το λάθος προϊόν μπορεί να υποβαθμίσει την απόδοση της συσκευής σας.

Πυρήνες φερρίτη

Οι παχιοί κύλινδροι φερρίτη είναι οι πιο αποτελεσματικοί στην αντιμετώπιση παρεμβολών. Ωστόσο, πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι τα φίλτρα που είναι πολύ ογκώδη είναι πολύ άβολα στη χρήση και τα αποτελέσματα της εργασίας τους στην πράξη δύσκολα θα διαφέρουν πολύ από τα ελαφρώς μικρότερα. Τα φίλτρα πρέπει να έχουν πάντα το σωστό μέγεθος: ιδανικά η εσωτερική διάμετρος θα πρέπει να ταιριάζει με το καλώδιο και το πλάτος θα πρέπει να ταιριάζει με το πλάτος του συνδετήρα του καλωδίου.

Επίσης, μην ξεχνάτε ότι όχι μόνο τα φίλτρα φερρίτη βοηθούν στην καταπολέμηση του θορύβου. Για παράδειγμα, για καλύτερη αγωγιμότητα, συνιστάται η χρήση καλωδίων με μεγάλη διατομή. Όταν επιλέγετε το μήκος του καλωδίου, δεν πρέπει να κάνετε μεγάλο περιθώριο μήκους μεταξύ των συνδεδεμένων συσκευών. Επιπλέον, η κακή ποιότητα της σύνδεσης μεταξύ του καλωδίου και του βύσματος μπορεί επίσης να χρησιμεύσει ως πηγή παρεμβολών.

Σήμανση δακτυλίων φερρίτη

Ο πιο κοινός τύπος σημειογραφίας δακτυλίου φερρίτη είναι ο ακόλουθος: K D×d×N, όπου:

- Το K είναι σύντομη για το "ring";

- D - εξωτερική διάμετρος του προϊόντος;

- d - εσωτερική διάμετρος του δακτυλίου φερρίτη;

- H – ύψος φίλτρου.

Εκτός από τις συνολικές διαστάσεις του προϊόντος, ο τύπος του σιδηρομαγνητικού υλικού είναι κρυπτογραφημένος στη σήμανση. Ένα παράδειγμα καταχώρισης μπορεί να μοιάζει με αυτό: M20VN-1 K 4x2, 5x1, 6. Το δεύτερο μισό αντιστοιχεί στις συνολικές διαστάσεις του δακτυλίου και η αρχική μαγνητική διαπερατότητα είναι κρυπτογραφημένη στο πρώτο (20 Μ _{i). Εκτός από αυτές τις παραμέτρους, στην περιγραφή αναφοράς, κάθε κατασκευαστής υποδεικνύει την κρίσιμη συχνότητα, τις παραμέτρους βρόχου υστέρησης, την ειδική αντίσταση και τη θερμοκρασία Curie για ένα συγκεκριμένο προϊόν.}

Πώς αλλιώς χρησιμοποιούνται οι δακτύλιοι φερρίτη

Εκτός από τη γνωστή εφαρμογή ως θωράκιση υψηλών συχνοτήτων, χρησιμοποιούνται σιδηρομαγνητικά υλικά για την κατασκευή μετασχηματιστών. Συχνά εμφανίζονται σε τροφοδοτικά υπολογιστών. Είναι γνωστό ότι ο μετασχηματιστής δακτυλίου φερρίτη είναι πολύ αποτελεσματικός σε ισορροπημένους αναμικτήρες. Ωστόσο, δεν γνωρίζουν όλοι ότι υπάρχει πιθανότητα «stretching» εξισορρόπησης. Αυτή η τροποποίηση του μετασχηματιστή είναι σε θέση να εκτελέσει τη λειτουργία εξισορρόπησης με μεγαλύτερη ακρίβεια. Επιπλέον, οι μετασχηματιστές σε δακτυλίους φερρίτη χρησιμοποιούνται ευρέως για να ταιριάζουν με τις αντιστάσεις εξόδου και εισόδου των καταρρακτών συσκευών τρανζίστορ. Σε αυτή την περίπτωση, οι ενεργές και οι αντιδραστικές αντιστάσεις μετασχηματίζονται. Χάρη στο τελευταίο, αυτή η συσκευή μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αλλαγή των περιοχών συντονισμού χωρητικότητας. Οι μετασχηματιστές πτυσσόμενοι λειτουργούν πολύ κάτω από 10 MHz.

Συμπέρασμα

Σε αυτούς πουΕάν ενδιαφέρεστε για το πώς να τυλίξετε μόνοι σας έναν δακτύλιο φερρίτη, θα πρέπει να έχετε κατά νου ότι η σύνθετη αντίσταση σειράς που εισάγεται από έναν πυρήνα φερρίτη υψηλής συχνότητας μπορεί εύκολα να αυξηθεί κάνοντας πολλές στροφές ενός αγωγού πάνω του. Όπως προτείνει η θεωρία της ηλεκτρικής μηχανικής, η σύνθετη αντίσταση ενός τέτοιου συστήματος θα αυξάνεται με το τετράγωνο του αριθμού των στροφών. Αλλά αυτό είναι στη θεωρία, αλλά στην πράξη η εικόνα είναι κάπως διαφορετική λόγω της μη γραμμικότητας των σιδηρομαγνητικών υλικών και των απωλειών σε αυτά.

Ένα ζευγάρι περιστροφών στον πυρήνα αυξάνει την αντίσταση όχι τέσσερις φορές όσο θα έπρεπε, αλλά ελαφρώς λιγότερο. Ως αποτέλεσμα, για να χωρέσουν πολλές στροφές σε ένα φίλτρο καλωδίου, θα πρέπει να επιλεγεί ένας δακτύλιος εμφανώς μεγαλύτερου μεγέθους. Εάν αυτό δεν είναι αποδεκτό και το καλώδιο πρέπει να παραμείνει στο ίδιο μήκος, είναι προτιμότερο να χρησιμοποιήσετε πολλά φίλτρα.