ФЕРРИТОВЫЙ ФИЛЬТР: ДЛЯ ЧЕГО НУЖНЫ ЦИЛИНДРЫ НА КОНЦАХ КОМПЬЮТЕРНЫХ КАБЕЛЕЙ?

На обычных компьютерных системах, которые вы можете встретить у себя дома или в офисе, на концах проводов, соединяющих системный блок с мышью, клавиатурой, монитором и т.п. находятся небольшие цилиндры.

Их так же можно часто увидеть на кабелях, ведущих от ноутбука или принтера к блоку питания. Этот элемент называется ферритовый фильтр (или ферритовое кольцо, ферритовый цилиндр). Его цель – уменьшить влияние электромагнитных и радиочастотных помех на сигнал, передаваемый по кабелю.

Длинные силовые и сигнальные кабели компьютерного и другого современного оборудования работают как антенны, эффективно излучая помехи, создаваемые внутри корпуса прибора, во внешнюю среду, создавая помехи на радиостанции при приеме радиосигналов. И, наоборот, эффективно принимая на кабель помехи от радиопередающих устройств, компьютерное и другое электронное оборудование на радиостанции может давать сбои. Для устранения этих явлений применяют кабельные ферритовые фильтры.

Феррит – это ферромагнетик, не проводящий электрического тока (то есть фактически феррит является магнитным изолятором). В ферритах вихревые токи не создаются, и поэтому они очень быстро перемагничиваются – в такт с частотой внешнего электромагнитного поля (на этом основана эффективность их защитных свойств). Таким образом, ферритовый элемент, надетый на кабель, создает большой активный импеданс для синфазных токов.

Феррит состоит из химического соединения оксида железа с оксидами других металлов, обладающего уникальными магнитными свойствами и низкой электропроводностью, благодаря чему ферриты не имеют конкурентов среди других магнитных материалов в технике высоких частот. Использование ферритового кольца значительно (в несколько сотен или даже в тысячу раз) увеличивает индуктивность провода, что обеспечивает подавление высокочастотных помех. Ферритовое кольцо устанавливается на кабель при его производстве или, разрезанное на две части, может быть надето на кабель уже после изготовления. Феррит упакован в пластиковый корпус – если вы его разрежете, то увидите кусок металла внутри.

Компьютеры – это очень «шумные» в электромагнитном плане устройства. Материнская плата в корпусе компьютера осциллирует на частоте около одного килогерца. В клавиатуре установлен отдельный процессор, который так же осциллирует на высоких частотах. Все это приводит к генерации радиошумов вокруг системы. В большинстве случаев эти шумы могут быть устранены при помощи металлического корпуса, являющегося экраном для электромагнитных полей.

Другим источником шумов являются провода, соединяющие устройства.

Они действуют, как хорошие, длинные антенны, улавливающие сигналы от других кабелей, радио- и теле- передатчиков, а так же влияющие на работу радио и ТВ устройств.  Феррит устраняет сигналы эфирного вещания. Цилиндры из феррита преобразуют высокочастотные электромагнитные колебания в тепло. Поэтому они и установлены на концах большинства проводов.

В зависимости от типа кабеля и его толщины следует устанавливать кольца из различных типов феррита. К примеру, фильтр, установленный на многожильный кабель (такой как шнур передачи данных, кабель питания, или интерфейс: USB, видео, и др), создает на данном участке синфазный трансформатор, который, пропуская противофазные сигналы (несущие полезную информацию), отражает (не пропускает) синфазные помехи. В этом случае не следует использовать поглощающий феррит во избежание нарушения передачи данных, и желательно применение более высокочастотных ферроматериалов.

Если же кабель одножильный, предпочтительнее искать фильтр из материала, который будет рассеивать высокочастотные сигналы, нежели отражать их обратно в кабель.

Более эффективно помогают бороться с помехами более толстые ферритовые цилиндры. Но надо обратить внимание на то, что слишком большие фильтры не удобны в использовании и результат их работы уже не будет на практике отличаться от чуть меньших фильтров. Поэтому следует использовать фильтры оптимальных размеров: ширина отверстия кольца должна в идеале совпадать с толщиной провода, а ширина самого кольца должна быть примерно равна ширине разъемов данного кабеля.

Не стоит забывать, что не только ферритовые кольца помогают бороться с шумами. Для лучшей проводимости используйте кабели большей толщины! Выбирайте длину провода исходя из расстояния между подключаемыми устройствами, не стоит покупать более длинный кабель. О максимальной длине различных кабелей, при которой они передают информацию без потерь, мы говорили ранее. Причиной помех также может служить плохое качество пайки в соединении провода и разъемов.

Ферритовые кабельные фильтры с защелкой

Кабельные ферритовые фильтры нашли широкое применение для фильтрации в линиях передачи данных, а также для защиты компьютерного и другого оборудования от электромагнитного излучения близкорасположенных радиопередающих устройств.

Ферритовые кабельные фильтры имеют удобную конструкцию с шарниром и защёлкой, что позволяет надевать их на уже готовые кабели с разъемами.

Высокий вносимый импеданс в диапазоне частот 1-500 МГц позволяет эффективно применять ферритовые кабельные фильтры для улучшения электромагнитной совместимости различных устройств современной радиостанции. Диаметр внутреннего отверстия от 3,5 до 15 мм позволяет использовать фильтры для большинства кабелей. Точные формы и гладкая поверхность ферритовых фильтров предотвращают повреждение провода.

Примечание: Последовательный импеданс, вносимый высокочастотным ферритовым сердечником, можно увеличить, сделав на нем несколько витков проводника.

Теория предсказывает, что импеданс такой системы увеличивается пропорционально квадрату числа витков. Однако вследствие нелинейности ферритов и потерь в них два витка на сердечнике увеличат импеданс не в четыре раза, а немного меньше. Для того, чтобы эти несколько витков поместилось в кабельном фильтре, нужно выбирать заведомо больший типоразмер. Если это неприемлемо, и кабель должен оставаться той же длины, примените несколько кабельных фильтров.

Источник: Шнуровик

- https://blog.shnurovik.ru/2011%20-%202014/03/22/ферритовый-фильтр-для-чего-нужны-цили/

---

Вернуться на главную страницу ...	Вернуться к началу статьи ...