Ferrit halka - nedir bu? Kendi elinizle bir ferrit yüzük nasıl yapılır?

2024 Yazar: Howard Calhoun | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-02 14:04

Her birimiz güç kablolarında veya elektronik cihazları eşleştirmek için kablolarda küçük silindirler görmüşüzdür. Hem ofiste hem de evde en yaygın bilgisayar sistemlerinde, sistem birimini klavyeye, fareye, monitöre, yazıcıya, tarayıcıya vb. bağlayan tellerin uçlarında bulunabilirler. Bu öğeye " ferrit halka" (veya ferrit filtre). Bu yazımızda, bilgisayar ve yüksek frekanslı ekipman üreticilerinin kablo ürünlerini bahsi geçen unsurlarla ne amaçla donattığına bakacağız.

Ana amaç

Ferrit halka, tel üzerinden iletilen sinyal üzerindeki radyo frekansı ve elektromanyetik girişimin etkisini az altabilir. Hem bilgisayar hem de diğer güç ekipmanlarının uzun sinyal ve güç kablolarının parazit özelliği vardır,yani anten görevi görürler. Cihazın içinde oluşan çeşitli sesleri dış ortama çok etkili bir şekilde yayarlar, böylece bir radyo sinyali alırken radyo istasyonlarında ve diğer elektronik cihazlarda parazit oluştururlar. Ve tam tersi, radyo verici cihazlardan havadan parazit alırken, bir bilgisayar veya başka bir elektronik cihaz arızalanabilir. Burada, bu fenomeni ortadan kaldırmak için bir güç veya eşleşen kabloya takılan bir ferrit halka kullanırlar.

Fiziksel özellikler

Ferrit, elektriği iletmeyen bir ferrimanyettir, yani aslında bir manyetik yalıtkandır. Bu malzemede girdap akımları oluşturulmaz ve bu nedenle çok hızlı bir şekilde yeniden mıknatıslanır - zamanla harici elektromanyetik alanların frekansı ile. Bu maddi özellik, elektronik cihazların etkin bir şekilde korunmasının temelidir. Kabloya takılan ferrit halka, ortak mod akımları için büyük bir aktif empedans oluşturabilir.

Bu malzeme, demir oksitlerin diğer metallerin oksitleriyle kimyasal birleşiminden oluşur. Eşsiz manyetik özelliklere ve düşük elektrik iletkenliğine sahiptir. Bu nedenle, yüksek frekans teknolojisinde ferritlerin diğer manyetik malzemeler arasında neredeyse hiçbir rakibi yoktur. 2000nm'lik ferrit halkalar, kablonun endüktansını önemli ölçüde artırır (birkaç yüz veya bin kez), bu da yüksek frekanslı girişimin bastırılmasını sağlar. Bu eleman, üretimi sırasında kabloya monte edilir veya iki yarım daire halinde kesilir, üretiminden hemen sonra tele konur. ferritFiltre plastik bir kutuda paketlenmiştir. Kesip açarsanız, içinde bir metal parçası görebilirsiniz.

Ferrit filtresine ihtiyacım var mı? Yoksa bu başka bir aldatmaca mı?

Bilgisayarlar çok "gürültülü" (elektromanyetik olarak) cihazlardır. Böylece sistem biriminin içindeki anakart bir kilohertz frekansında salınım yapabilir. Klavyede ayrıca yüksek frekansta çalışan bir mikroçip bulunur. Bütün bunlar, sistemin yakınında sözde radyo gürültüsü oluşumuna yol açar. Çoğu durumda, kartı elektromanyetik alanlardan metal bir kasa ile koruyarak ortadan kaldırılırlar. Ancak diğer bir gürültü kaynağı da çeşitli cihazları birbirine bağlayan bakır tellerdir. Aslında, diğer radyo ve televizyon cihazlarının kablolarından gelen sinyalleri toplayan ve "kendi" cihazlarının çalışmasını etkileyen uzun antenler gibi davranırlar. Ferrit filtre, elektromanyetik gürültüyü ve yayın sinyallerini ortadan kaldırır. Bu elemanlar elektromanyetik yüksek frekanslı titreşimleri termal enerjiye dönüştürür. Bu nedenle çoğu kablonun ucuna takılırlar.

Doğru ferrit filtre nasıl seçilir

Kabloya kendi ellerinizle bir ferrit halka takmak için bu ürünlerin türlerini anlamanız gerekir. Sonuçta, hangi filtreyi (hangi malzemeden) kullanmanız gerektiği, telin türüne ve kalınlığına bağlıdır. Örneğin, çok çekirdekli bir kabloya (güç kablosu, veri kablosu, video veya USB arabirimi) takılan bir halka, bu bölümde ortak mod adı verilen bir transformatör oluşturur ve geçer.yararlı bilgiler taşıyan anti-faz sinyalleri ve ayrıca ortak mod girişimini yansıtır. Bu durumda, bilgi iletiminin bozulmasını önlemek için emici ferrit değil, daha yüksek frekanslı bir ferromalzeme kullanılmalıdır. Ancak, anten kablosu için yüksek frekanslı paraziti yeniden kabloya yansıtmak yerine dağıtacak bir malzemeden ferrit halkaları seçmek tercih edilir. Gördüğünüz gibi, yanlış ürün cihazınızın performansını düşürebilir.

Ferrit çekirdekler

Kalın ferrit silindirler, parazitle baş etmede en verimli olanlardır. Bununla birlikte, çok hacimli filtrelerin kullanımının çok sakıncalı olduğu ve pratikte çalışmalarının sonuçlarının biraz daha küçük olanlardan pek farklı olmayacağı unutulmamalıdır. Filtreler her zaman doğru boyutta olmalıdır: ideal olarak iç çap tele ve genişlik kablo konektörünün genişliğine uygun olmalıdır.

Ayrıca, yalnızca ferrit filtrelerin gürültüyle savaşmaya yardımcı olmadığını unutmayın. Örneğin, daha iyi iletkenlik için büyük kesitli kabloların kullanılması tavsiye edilir. Kablonun uzunluğunu seçerken, bağlı cihazlar arasında büyük bir uzunluk payı bırakmamalısınız. Ek olarak, kablo ile konektör arasındaki bağlantının kalitesiz olması da bir parazit kaynağı işlevi görebilir.

Ferrit halkaları işaretleme

En yaygın ferrit halka işaretleme notasyonu türü aşağıdaki gibidir: K D×d×N, burada:

- K, "ring"in kıs altmasıdır;

- D - ürünün dış çapı;

- d - ferrit halkasının iç çapı;

- H – filtre yüksekliği.

Ürünün genel boyutlarına ek olarak, ferromanyetik malzemenin türü de işaretlemede şifrelenmiştir. Bir giriş örneği şöyle görünebilir: M20VN-1 K 4x2, 5x1, 6. İkinci yarı halkanın genel boyutlarına karşılık gelir ve ilk manyetik geçirgenlik ilkinde şifrelenir (20 Μ _{i). Bu parametrelere ek olarak, referans açıklamasında her üretici belirli bir ürün için kritik frekansı, histerezis döngü parametrelerini, özdirenci ve Curie sıcaklığını belirtir.}

Ferrit halkalar başka nasıl kullanılır

Yüksek frekanslı koruma olarak iyi bilinen uygulamanın yanı sıra, transformatör yapmak için ferromanyetik malzemeler kullanılır. Genellikle bilgisayar güç kaynaklarında görülürler. Dengeli karıştırıcılarda ferrit halkalı transformatörün çok etkili olduğu iyi bilinmektedir. Ancak, herkes "uzatma" dengeleme olasılığının olduğunu bilmiyor. Transformatörün bu modifikasyonu, dengeleme işlemini daha doğru bir şekilde gerçekleştirebilmektedir. Ek olarak, transistör cihazlarının kaskadlarının çıkış ve giriş dirençlerini eşleştirmek için ferrit halkalardaki transformatörler yaygın olarak kullanılır. Bu durumda aktif ve reaktif dirençler dönüştürülür. İkincisi sayesinde, bu cihaz kapasitans ayar aralıklarını değiştirmek için kullanılabilir. Çekmeli transformatörler 10 MHz'in oldukça altında çalışır.

Sonuç

KimlereBir ferrit halkayı kendiniz nasıl saracağınızla ilgileniyorsanız, yüksek frekanslı bir ferrit çekirdeğin sağladığı seri empedansın, üzerinde birkaç iletken dönüşü yaparak kolayca artırılabileceği akılda tutulmalıdır. Elektrik mühendisliği teorisinin önerdiği gibi, böyle bir sistemin empedansı, dönüş sayısının karesi ile artacaktır. Ancak bu teoride, ancak pratikte ferromanyetik malzemelerin doğrusal olmaması ve içlerindeki kayıplar nedeniyle resim biraz farklıdır.

Çekirdek üzerindeki bir çift dönüş, empedansı olması gerektiği gibi dört kat değil, biraz daha az artırır. Sonuç olarak, bir kablo filtresine birkaç dönüşün sığması için, açıkça daha büyük boyutta bir halka seçilmelidir. Bu kabul edilebilir değilse ve telin aynı uzunlukta kalması gerekiyorsa, birkaç filtre kullanmak daha iyidir.