Ферритовый фильтр — для чего он нужен

Замечал ли ты когда-нибудь небольшой цилиндр на питающем кабеле своего ноутбука? Если нет, присмотрись внимательнее к зарядке любого портативного компьютера. На шнуре возле самого разъема, который вставляется в ноутбук, есть небольшой пластиковый бочонок.

Нет,я конечно знал, что там не какое то сложнейшее устройство и не просто кусок пластмассы, но все никак не доходили руки узнать все точно и подробнее.

Оказывается, этот малозаметный цилиндр выполняет очень важную функцию! Он играет роль высокочастотного фильтра и нейтрализует помехи, которые могут поступать от питающего кабеля. Это устройство называется ферритовым кольцом, или ферритовым фильтром.

Удивительно, но внутри этого бочонка нет никаких микросхем или других электронных устройств. Если его вскрыть и посмотреть на внутренности, то ничего интересного там не увидишь. Просто шнур проходит сквозь небольшой полый цилиндр из твердого материала. В некоторых случаях шнур охватывает его петлей.

Этот цилиндр выполнен из феррита — химического соединения оксида железа с окислами других металлов, который по сути является магнитным изолятором. В этом веществе не возникают вихревые токи, поэтому ферриты очень быстро перемагничиваются в такт с частотой электромагнитного поля.

Не секрет, что любой неэкранированный кабель питания является источником электромагнитных помех, которые могут искажать информационные сигналы внутри компьютера. А ферритовое кольцо играет роль фильтра и препятствует распространению этих помех.

Ранее для этой цели применялось экранирование всего кабеля медной оплеткой, но ферритовые кольца значительно дешевле, поэтому именно они получили широкое распространение в современной электротехнике.

Кстати, ферритовые кольца не только препятствуют образованию нежелательных электромагнитных полей, но и защищают сигнал внутри кабеля от внешних помех. Поэтому такие цилиндры, кроме питающих кабелей, можно также встретить и на шнурах подключения мониторов, камер или фотоаппаратов.

Как увеличить эффективность шумоподавления кабельного феррита

1. Увеличить длину охватываемой ферритовым сердечником части кабеля.

2. Увеличить поперечное сечение ферритового сердечника.

3. Внутренний диаметр кабельного феррита должен быть наиболее близок (в идеале – равен) к внешнему диаметру кабеля.

4. Если позволяют конструктивные особенности пары кабель – феррит, можно сделать несколько витков (как правило, один – два) кабеля вокруг ферритового сердечника. Обобщая вышесказанное, можно сказать, что наилучший ферритовый сердечник – самый длинный и толстый из тех, что могут быть размещены на конкретном кабеле. При этом внутренний диаметр кабельного феррита должен по возможности совпадать с внешним диаметром кабеля.

Да, точно, мне же иногда попадались к оборудованию отдельно приложенные такие бочоночки:

Как пользоваться кабельным ферритом ?

Иногда в продаже можно встретить разъёмные кабельные ферриты в пластиковой оболочке (термоусадочной трубке) с двумя защёлками. Как ими пользоваться? Раскрытый ферритовый цилиндр надевается на кабель, который необходимо защитить от электромагнитных помех и наводок, примерно в 3 см от наконечника кабеля. Делается петля вокруг оболочки цилиндра. После этого оболочка защелкивается. Для надёжности можно оснастить ферритовым цилиндром и другой конец кабеля.

Тогда, почему на всех кабелях нет ферритовых колец? Потому, что ферритовые кольца это не единственный способ оградить провод от воздействия помех. Не менее эффективно и экранирование провода. Либо же кабель просто дешевый и не качественный.

Украдено тут: http://masterok.livejournal.com/2938264.html

20

Однако, высокочастотные токи накладывают ряд технических ограничений на соединительные кабели для передачи таких сигналов. В первую очередь это связано с побочными электромагнитными излучениями и наводками (ПЭМИН).

Особо заметно сказываются помехи на длинных проводах – ведь сигнал имеет свойство затухать, а сам кабель выступает как антенна и потому внутри него могут зарождаться паразитные токи. А это губительно сказывается на качестве проходящих через кабель сигналов.

Простейший способ борьбы с ПЭМИН – увеличить индуктивность.

Индуктивность – это показатель соотношения величины силы тока, проходящего через контур, и создаваемого им магнитного потока. Если речь идет о прямолинейных проводах, то под индуктивностью подразумевается величина, характеризующая энергию магнитного поля (здесь ток считается постоянной величиной).

Индуктивность можно увеличить применением специального ферритового кольца. Как выглядят на кабелях ферритовые фильтры, можно посмотреть на фото ниже.

Ферритовые кольца – это компоненты электрической цепи, которые используются как пассивные элементы для фильтрации высокочастотных помех за счет повышения индуктивности проводника и поглощения помех, превышающих заданный порог.

Такие свойства ферритовому фильтру придает материал, из которого он изготовлен – феррит.

Феррит – это общее название соединений на основе оксида железа и оксидов других металлов. Ферриты совмещают в себе свойства ферромагнетиков и полупроводников (иногда диэлектриков) и потому используются в качестве сердечников катушек, постоянных магнитов, выступают в качестве поглотителей электромагнитных волн высоких частот и т.д.

Ферритовые кабельные фильтры с защелкой — принцип работы

Работа ферритового фильтра напрямую зависит от характеристик материала, из которого он изготовлен. За счет специальных добавок оксидов различных металлов меняются свойства феррита.

Принципиально различают несколько способов применения ферритовых колец:

1. На одножильных (однофазных) проводах он может, наоборот, поглощать излучение в определенном диапазоне, преобразуя наводки в тепловую энергию. Таким образом негативные частоты могут поглощаться (отсекаться) ферритовым кольцом.
2. На одножильных проводах, где он работает как своеобразный усилитель, так как возвращает часть высокочастотного магнитного поля обратно в кабель, что приводит к усилению сигнала в заданном диапазоне.
3. На многожильных проводах феррит работает как синфазный трансформатор, который пропускает несимметричные сигналы в кабеле (импульсы тока, например, в кабелях передачи данных или в цепях питания постоянным током) и гасит симметричные сигналы (которые потенциально могут вызываться в таких кабелях только электромагнитными наводками).

Читайте также:  Как установить фильтр в Excel — видео

Где использовать и как выбрать ферритовый фильтр

Если говорить о практике применения, то на кабелях питания ферритовые кольца применяются для уменьшения помех, которые могут создать сами кабели, а на сигнальных (передающих данные) ферриты гасят возможные внешние помехи и наводки.

Ферритовые кабельные фильтры могут быть встроенными (кабель продается уже с ферритовым кольцом) или отдельными (чаще всего это защелкивающиеся вокруг провода модели), которые не требуют каких-либо доработок самого кабеля.

Провод может вставляться в центр ферритового фильтра (получается одновитковая катушка), а может образовывать вокруг кольца несколько витков (тороидальная обмотка). Последний способ значительно увеличивает эффективность работы фильтра.

Чтобы подобрать ферритовое кольцо под заданные требования, нужно знать характеристики материала, из которого оно изготовлено и габариты изделия.

Для примера ниже в таблице обозначены основные характеристики ферритовых фильтров, предлагаемых на рынке.

График зависимости частоты и импеданса

Импеданс – это полное внутреннее сопротивление элемента электрической цепи к переменному (гармоническому) току (сигналу). Измеряется, как и обычное сопротивление, в омах.

Еще одним немаловажным параметром ферритовых фильтров является их магнитная проницаемость.

Магнитная проницаемость – это коэффициент, который характеризует связь между магнитной индукцией и напряженностью магнитного поля в веществе.

Исходя из вышесказанного, для того, чтобы обозначить основные свойства ферритовых фильтров, производители прибегают к следующей маркировке:

Читайте также:  Как поставить фильтр на интернет для детей

3000HH D * d * h, где:

1. 3000 – это показатель начальной магнитной проницаемости феррита,
2. HH – это марка феррита (чаще всего это HH – ферриты общего назначения, или HM – для слабых магнитных полей),
3. D – наибольший (внешний) диаметр,
4. d – меньший (внутренний) диаметр,
5. h – высота тороида.

Приведем типовые примеры применения ферритов:

• Марка 100НН может использоваться для кабелей с частотами до 30 МГц,
• 400НН — с частотами не выше 3,5 МГц,
• 600НН — с частотами до 1,5 МГц
• 1000НН — до 400 кГц.

То есть, к примеру, антенный ферритовый фильтр должен быть марки HH.

А вот ферритовый фильтр для USB кабеля лучше всего выбрать с маркой HM (для кабелей со слабым магнитным полем).

Соотношение марок и частот выглядит следующим образом:

• 1000НМ — используется с кабелями, работающими с частотой не более 1 МГц,
• 1500НМ — не более 600 кГц,
• 2000НМ и 3000НМ — не свыше 450 кГц.

Как наматывать ферритовые кольца

В большинстве случаев достаточно подобрать правильный ферритовый фильтр и защелкнуть его на кабеле ближе к месту подключения к прибору.

Однако, в отдельных случаях, для увеличения импеданса можно сделать кабелем несколько витков вокруг кольца феррита и тогда импеданс будет возрастать кратно квадрату числа витков. То есть с двух витков в 4 раза, а с 3 – уже в 9 раз.

На практике, конечно, реальный показатель увеличения немного меньше теоретического.

Для того чтобы после наматывания ферритовое кольцо защелкнулось, необходимо заранее определиться с количеством витков провода и рассчитать внутренний диаметр фильтра, чтобы он закрылся, не передавив кабель.

Главная/Продукция/Магниты и ферриты/Ферритовые фильтры

Ферритовый фильтр на кабель серии ZCAT – пассивный элемент для фильтрации высокочастотных помех, MnZn-феррит в пластиковом корпусе с защелками для быстрого монтажа на провод. Эффективный диапазон частот 10-500 МГц, минимальный импеданс 25-80 Ом на частоте 10-100 МГц, 50-150 Ом на частоте 100-500 МГц в зависимости от серии, доступен подбор фильтров для проводов диаметрами от 3 мм до 13 мм, цвет корпуса – серый или чёрный.

Ферритовые фильтры ZCAT предназначены для фильтрации высокочастотных помех и наводок в проводниках за счет повышения их индуктивности. Устанавливаются на кабель на стороне защищаемого устройства в 2-3 см от разъема, на кабелях передачи данных можно устанавливать с двух концов кабеля. Для увеличения импеданса можно сделать (если позволяет диаметр внутреннего отверстия) несколько витков по длине цилиндра феррита, в теории увеличение импеданса равно квадрату количества витков.

Представленные на странице ферритовые фильтры имеют 2 типа корпуса, различаются способом монтажа на кабель. Тип корпуса ZCAT: имеет специальное отверстие под нейлоновый ремешок (стяжку, хомут) шириной 2,3-2,6 мм для монтажа на кабель, установлен только максимальный диаметр кабеля. Тип корпуса ZCAT-A в серии обозначается буквой «А» (в маркировке ZCAT____-____A): монтаж на кабель с помощью защелок, имеет меньший диапазон диаметров кабеля по сравнению с корпусом ZCAT.

Используются ферритовые фильтры для подавления высокочастотных помех создаваемые самыми кабелями (чем длиннее кабель тем сильнее помехи) или всевозможных наводок от других проводников, электронного оборудования у которых корпус выступает в роли передающей антенны. Защищают от преждевременного выхода из строя оборудования или искажения сигнала (в кабелях передачи данных) в сильно «зашумленном» пространстве электромагнитными помехами (ЭМС).

Применяются в промышленном оборудовании, бытовой электроники, средствах связи, в охранных сигнализациях от ложных срабатываний, на предприятиях для защиты от наводок.

Технические характеристики ферритовых фильтров на кабель серии ZCAT с указанием маркировки и размерами приведены ниже.

Читать далее

Окончательная цена на ферритовые фильтры серии ZCAT зависит от количества, сроков поставки, производителя, страны происхождения и формы оплаты.

Маркировка ферритовых фильтров:

Частотные характеристики и габаритные размеры ферритовых фильтров на кабель:

^* – тип корпуса ZCAT крепится на кабель нейлоновой стяжкой (хомутом) шириной 2,3-2,6 мм из за этого установлен максимальный диаметр кабеля. В отличии от корпуса ZCAT-A который фиксируется на кабеле пластиковыми защелками, если установить на кабель ниже допустимого значения ширины кабеля он не зафиксируется на кабеле, а будет на нём болтаться.

^** – измерения импеданса проводились на медном кабеле без нагрузки диаметром 1 мм. Для увеличения импеданса сделайте несколько витков по длине цилиндра феррита (если позволяет диаметр внутреннего отверстия фильтра), в теории увеличение импеданса равно квадрату количества витков (2 витка увеличение на 4).

Схемы корпусов ZCAT, ZCAT-A:

• Тип корпуса ZCAT

• Тип корпуса ZCAT-A

Типы магнитов:

—> <label> Уведомлять меня о новых комментариях по E-mail </label>Используемые источники:

• https://pikabu.ru/story/tak_vot_zachem_yeto_utolshchenie_na_provode_4249678
• https://filteru.ru/ferritovyi-filtr/
• https://asenergi.com/catalog/magnity-i-ferrity/ferritovye-filtry.html