Ферритовый шарик (также известный как ферритовый блок , ферритовый сердечник, ферритовое кольцо, фильтр электромагнитных помех или ферритовый дроссель [1] [2] ) — это тип дросселя , который подавляет высокочастотный электронный шум в электронных схемах.
Ферритовые бусины используют рассеивание высокочастотного тока в ферритовой керамике для создания устройств подавления высокочастотных шумов.
Ферритовые бусины предотвращают электромагнитные помехи (EMI) в двух направлениях: от устройства или к устройству. [1] Проводящий кабель действует как антенна: если устройство производит радиочастотную энергию, она может передаваться через кабель, который действует как непреднамеренный излучатель . В этом случае борт необходим для соблюдения нормативных требований и снижения электромагнитных помех . И наоборот, если есть другие источники электромагнитных помех, например бытовая техника, буртик не позволяет кабелю действовать как антенна и принимать помехи от этих других устройств. Это особенно распространено в кабелях передачи данных и медицинском оборудовании. [1]
Большие ферритовые шарики обычно можно увидеть на внешних кабелях. Кроме того, различные ферритовые шарики меньшего размера используются внутри цепей — на проводниках или вокруг выводов небольших компонентов печатной платы, таких как транзисторы, разъемы и интегральные схемы .
Шарики могут блокировать непреднамеренную радиочастотную энергию низкого уровня в проводах, предназначенных для использования в качестве проводников постоянного тока, действуя как фильтр нижних частот. Например, в несимметричных коаксиальных линиях передачи (таких как видеокабели) кабель предназначен для удержания сигнала, а шарики можно использовать для блокировки паразитного синфазного тока от использования кабеля в качестве антенны, не мешая при этом сигналу, передаваемому внутри. кабель. В этом случае бусина представляет собой простую форму балуна .
Ферритовые шарики — один из самых простых и дешевых интерференционных фильтров, которые можно установить на существующие электронные кабели. В случае простого ферритового кольца проволока оборачивается вокруг сердечника через центр, обычно пять или семь раз. [ нужна цитация ] Также доступны зажимные сердечники, которые крепятся без наматывания провода: этот тип ферритового сердечника обычно сконструирован таким образом, что провод проходит через него только один раз. Если прилегание недостаточно плотное, жилу можно закрепить кабельными стяжками , а если центр достаточно большой, кабель может проходить через него один или несколько раз. (Однако, хотя каждый контур увеличивает импеданс в сторону высоких частот, он также смещает частоту самого высокого импеданса в сторону более низкой частоты.) Маленькие ферритовые шарики можно надевать на выводы компонентов, чтобы подавить паразитные колебания . [3]
Доступны ферритовые бусины для поверхностного монтажа. Как и любой другой дроссель для поверхностного монтажа, они припаиваются к зазору в дорожке печатной платы. Внутри бортового компонента катушка проволоки 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.
С другой стороны, идеальные индукторы 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 происходит за счет сопротивления в ферритовые шарики). Хотя реактивное сопротивление катушки индуктивности обычно можно назвать просто импедансом , импеданс обычно может представлять собой любую комбинацию сопротивления и реактивного сопротивления. [ нужна цитата ]
Геометрия и электромагнитные свойства намотанного провода поверх ферритового шарика обеспечивают импеданс для высокочастотных сигналов, ослабляя высокочастотные электронные шумы EMI / RFI . Энергия либо отражается обратно по кабелю, либо рассеивается в виде тепла низкого уровня. Лишь в крайних случаях жар заметен.
К индуктору можно добавить ферритовый шарик, 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 устроен таким образом, это может привести к дополнительным потерям в виде сопротивления в самом феррите. Феррит создает катушку индуктивности с очень низкой добротностью . [3] Эти потери нагревают феррит, как правило, незначительно. Хотя уровень сигнала достаточно велик, чтобы вызвать помехи или нежелательные эффекты в чувствительных цепях, блокируемая энергия обычно относительно невелика. В зависимости от применения характеристики резистивных потерь феррита могут быть желательными или нежелательными.
Конструкция, в которой для улучшения фильтрации шума используется ферритовый шарик, должна учитывать конкретные характеристики схемы и диапазон частот для блокировки. Различные ферритовые материалы имеют разные свойства в отношении частоты, и литература производителя помогает выбрать наиболее эффективный материал для данного частотного диапазона. [3] [5]
