Ферритовая бусина , также называемая ферритовым блоком , ферритовым сердечником , ферритовым кольцом , фильтром электромагнитных помех или ферритовым дросселем [1] [2] , — это тип дросселя , который подавляет высокочастотные электронные шумы в электронных схемах.
Ферритовые бусины используют рассеивание высокочастотного тока в ферритовой керамике для создания устройств подавления высокочастотных шумов.
Ферритовые бусины предотвращают электромагнитные помехи (ЭМП) в двух направлениях: от устройства или к устройству. [1] Проводящий кабель действует как антенна — если устройство производит радиочастотную энергию, она может передаваться по кабелю, который действует как непреднамеренный излучатель . В этом случае бусина требуется для соответствия нормативным требованиям по снижению ЭМП . И наоборот, если есть другие источники ЭМП, такие как бытовая техника, бусина не позволяет кабелю действовать как антенна и получать помехи от этих других устройств. Это особенно распространено на кабелях передачи данных и медицинском оборудовании. [1]
Большие ферритовые бусины обычно можно увидеть на внешних кабелях. Кроме того, различные ферритовые бусины меньшего размера используются внутри цепей — на проводниках или вокруг штырьков небольших компонентов печатной платы, таких как транзисторы, разъемы и интегральные схемы .
Бусины могут блокировать низкоуровневую непреднамеренную радиочастотную энергию на проводах, предназначенных для постоянного тока, действуя как фильтр нижних частот. Например, на несбалансированных коаксиальных линиях передачи (таких как видеокабели) кабель предназначен для удержания сигнала, и бусины могут использоваться для блокировки паразитного синфазного тока от использования кабеля в качестве антенны, не мешая при этом сигналу, передаваемому внутри кабеля. В этом случае бусина представляет собой простую форму симметрирующего трансформатора .
Ферритовые бусины являются одними из самых простых и недорогих фильтров помех для установки на уже существующие электронные кабели. Для простого ферритового кольца провод оборачивается вокруг сердечника через центр, как правило, пять или семь раз. [ требуется ссылка ] Также доступны зажимные сердечники, которые крепятся без обмотки провода: этот тип ферритового сердечника обычно спроектирован так, что провод проходит через него только один раз. Если посадка недостаточно плотная, сердечник можно закрепить кабельными стяжками , или, если центр достаточно большой, кабель может проходить один или несколько раз. (Однако, хотя каждая петля увеличивает импеданс до высоких частот, она также смещает частоту с самым высоким импедансом до более низкой частоты.) Небольшие ферритовые бусины можно надеть на выводы компонентов для подавления паразитных колебаний . [3]
Доступны ферритовые бусины для поверхностного монтажа. Как и любой другой индуктор для поверхностного монтажа, они припаиваются в зазор в печатной плате. Внутри компонента бусины катушка провода проходит между слоями феррита, образуя многовитковый индуктор вокруг сердечника с высокой проницаемостью. [4]
.jpg/1280px-Two_inductors_(437342545).jpg)
Ферритовые бусины используются в качестве пассивного фильтра нижних частот , рассеивая радиочастотную (РЧ) энергию в виде тепла.
Идеальные индукторы , с другой стороны, не имеют сопротивления и, следовательно, не рассеивают энергию в виде тепла. Идеальные индукторы имеют только индуктивное реактивное сопротивление , которое уменьшает поток высокочастотных сигналов, возвращая часть их энергии обратно к источнику сигнала (возможно, уменьшая количество потребляемой мощности), а не рассеивая эту энергию в виде тепла (как это делает сопротивление в ферритовых бусинах). Хотя реактивное сопротивление индуктора обычно можно назвать просто импедансом , импеданс, как правило, может быть любой комбинацией сопротивления и реактивного сопротивления. [ необходима цитата ]
Геометрия и электромагнитные свойства спирального провода над ферритовым кольцом приводят к импедансу для высокочастотных сигналов, ослабляя высокочастотные электронные помехи EMI / RFI . Энергия либо отражается обратно по кабелю, либо рассеивается в виде слабого тепла. Только в крайних случаях тепло становится заметным.
Ферритовая бусина может быть добавлена к индуктору, чтобы улучшить его способность блокировать нежелательный высокочастотный шум двумя способами. Во-первых, феррит концентрирует магнитное поле, увеличивая индуктивность и, следовательно, реактивное сопротивление, которое отфильтровывает шум. Во-вторых, если феррит сконструирован таким образом, он может производить дополнительные потери в виде сопротивления в самом феррите. Феррит создает индуктор с очень низким коэффициентом добротности . [3] Эти потери нагревают феррит, как правило, на незначительную величину. Хотя уровень сигнала достаточно велик, чтобы вызвать помехи или нежелательные эффекты в чувствительных цепях, блокируемая энергия обычно относительно мала. В зависимости от применения, характеристика резистивных потерь феррита может быть желательной или нежелательной.
Конструкция, которая использует ферритовую бусинку для улучшения фильтрации шума, должна учитывать конкретные характеристики схемы и диапазон частот для блокировки. Различные ферритовые материалы имеют разные свойства относительно частоты, и литература производителя помогает выбрать наиболее эффективный материал для диапазона частот. [3] [5]
