Ферритовое кольцо на кабель от помех своими руками

Обновлено: 07.07.2024

Для чего нужен ферритовый фильтр или кольцо на кабеле

Дело в том, что любое устройство, подключенное к электрической сети, является источником электромагнитных волн, которые являются, в свою очередь, высокочастотными помехами, влияющими на работу других устройств, находящихся поблизости. Длинные внешние силовые и интерфейсные кабели работают как своего рода антенны, которых довольно-таки сильно излучают во внешнюю среду помехи, которые создаются аппаратурой при работе. Это может сильно влиять на работу беспроводных сетей WiFi, радиоаппаратуры и точных приборов.Чтобы этого не происходило, кабель надо экранировать. Но тогда значительно подскочит его цена! На помощь пришли ферритовое кольцо и фильтры из этого материала.

Как работает ферритовый фильтр

Феррит — это специальный материал, состоящий из соединения оксида железа и ряда других металлов, который не проводит ток и эффективно поглощает электромагнитные волны. Ферритовое кольцо является отличным магнитным изолятором и за счёт этого обеспечивает фильтрацию высокочастотных помех и электромагнитных шумов. Он принимает на себя электромагнитные волны на выходе из электронной аппаратуры, прежде чем они усилятся в кабеле, как в антенне.

Ферритовый фильтр представляет собой сердечник из этого материала в виде цилиндра, который надевается на кабель либо сразу на производстве, либо позднее. При самостоятельной установке его необходимо расположить максимально близко к источнику помех. Только это позволить предотвратить передачу помех через другие элементы конструкции аппарата, где их отфильтровать гораздо труднее.

Интересное по теме:

Поделитесть полезным с друзьями:

Один отзыв

Резиновый цилиндр на кабеле – что это?

Сегодня у потребителей появилось множество высокочастотной техники. Чем выше частота, тем быстрее и продуктивнее происходит обработка информации.

Токи высокой частоты накладывают техограничения на соединительные провода, что связано с электромагнитным излучением. Чтобы увеличить их возможности, используются дополнительные фильтры.

Что такое ферритовый фильтр и для чего он нужен

Ферритовый фильтр – это компонент, работающий на подавление помех высокой частоты в электрической цепи. Это один из дешевых методов интерференционных фильтраций на существующих готовых кабелях. Применяются разъемные цилиндрики или формируются стационарные кольца – кабель продевается сквозь кольцо, образуя одновитковую катушку или многовитковую обмотку. Чем больше витков, тем выше помехоподавление и индуктивность.

Если на проводе для подключения монитора к компьютеру отсутствуют фильтры, на экране появляется муар. Если ферритовое устройство отсутствует на USB-кабелях, тогда подключение модема для интернет-соединения будет проблематичным.

Отсутствие цилиндров на интерфейсном проводе становится причиной некорректного соединения компьютера с фотокамерой или фотоаппаратом, плейером и внешним накопителем. Устройства, которые подсоединяются к электросети (220В) с использованием фильтров, менее восприимчивы к помехам. К таким устройствам относятся принтеры, внешние жесткие диски и МФУ.

Конструкция фильтра

Чаще всего электронщики и радиолюбители применяют фильтры в форме цилиндров или прямоугольников. Они выпускаются с защелками, которые позволяют снимать их с кабеля, или цельнолитыми. Применяются они для повышения фильтрации высокочастотных помех на соединительных шнурах. В месте установления цилиндра в шнуре увеличивается индуктивность в сотни раз.

Цилиндрический

Цилиндрик – это ферритовое устройство удлиненной формы, которое при изготовлении устанавливается производителем на силовые и соединительные кабели. Они снижают помехи излучения шнура на приборах, издающих шум. Кабель выступает в роли антенны и создает вокруг себя излучение в сотни МГц. Цилиндрики устанавливают с одной стороны провода от источника излучения или с 2 сторон. Установка цилиндров на провода – это не панацея от высокочастотных помех. Идеальное решение – это встроенные фильтры в электронном устройстве.

Читать еще: Как разблокировать планшет, если вы забыли пароль? Как разблокировать планшет? Советы и инструкции

Если все же у вас провод без необходимого подавления высокочастотного магнитного излучения, тогда съемный цилиндр с никель-цинковым типом феррита необходим.

В форме кольца

Импеданс катушки, который образуют витки кабеля, пропущенного сквозь кольцо из феррита, мал для сигналов на низкочастотных линиях и велик для высокочастотных импульсов. Частотный диапазон зависит от количества витков, размеров и материала, из которого изготовлено кольцо. Помехи, которые идут по проводу через кольцо, затухают. Показатель затухания – 10–15 дБ. Для удобства монтажа приспособления изготавливают из 2 полуколец в пластиковом корпусе со встроенной защелкой. Такая конструкция позволяет установить кольцо на провод за пару минут.

В электронике кольца можно применять:

в цепях связи и питания;
в проводах передачи логических сигналов.

Для повышения импеданса нужно сделать несколько витков провода вокруг устройства.

Импеданс возрастает в квадрате – 2 витка – в 4 раза, 3 витка – в 9 раз, а 4 витка – в 16 раз.

Необходимо кабель наматывать так, чтобы кольцо нормально защелкнулось и не продавило его стенки. Нужно заранее рассчитывать витки и приобретать приспособление с необходимым размером внутреннего диаметра.

Преимущества и недостатки

Феррит состоит из соединения оксидов металлов. В соединения входят – железо, никель, цинк и другие оксиды металлов, которые обладают низкой электрической проводимостью, а также магнитными свойствами. У ферритов нет конкурентов среди материалов с магнитными показателями, которые поглощают высокочастотные помехи.

Ферритовое устройство на однофазном шнуре:

возвращает часть волны обратно в проводку;
поглощает волны, рассеивая их в феррите.

На многожильном кабеле в процессе фильтрации проходит противофазный импульс (полезный информационный импульс) и отражаются помехи. Устанавливают приспособления на кабели питания, видео, аудио, USB.

Чтобы избежать некорректной передачи данных, нужно использовать высокочастотные ферроматериалы и не устанавливать поглощающий волны тип устройства.

Пошаговое применение

Съемный цилиндр необходимо раскрыть и установить в него шнур, который нужно защитить от помех электромагнитного излучения. Приспособление из феррита устанавливается на 3 см выше наконечника провода.

Устройство закрыть и пластиковые замки на корпусе защелкнутся. Для большей надежности можно установить второй фильтр на другом конце соединительного шнура.

Если шнур вставляется в центр кольца – это одновитковая катушка, а если несколько витков вокруг кольца – это тороидальная обмотка. Данная методика эффективнее одновитковой катушки.

Чтобы подобрать ферритовое устройство, необходимо знать состав ферроматериала и его показатели, габариты данного устройства и параметры высокочастотного излучения прибора.

Ферритовый фильтр — для чего он нужен

В нашем быту появилось огромное множество средств вычислительной техники, которая работает на токах высокой частоты. Ведь чем выше частота, тем выше скорость обработки информации.

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:

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.
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.
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).

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.

После прочтения обсуждений в форумах которые ссылаются на статью "Компьютер как источник помех", решил немного расширить тему на способы подавления помех в усилительной радиоаппаратуре НЧ -:- ВЧ диапазонов. В том числе которые я применял в усилительных трактах с большим усилением и которые применяются в аппаратуре на вакуумных лампах. Нечто подобное может применяться и в полупроводниковых усилительных устройствах.

Нам хорошо известны LC цепи работающие в колебательных контурах избирательных систем и их способность выделить сигнал с резонансной частотой цепи из широкой полосы частот. Это положительное свойство LC цепей широко используется.

Но LC цепи имеют и отрицательные стороны.

Паразитные резонансы в индуктивности соединительных проводников (L _пр) и собственной емкости усилительных проборов ( C _вх, C _вых) могут создавать побочные каналы усиления - в усилительных устройствах.

Паразитные индуктивности L пр и паразитные емкости C _с-к и C _а-к образуют последовательный колебательный контур который обеспечивает прохождение паразитных сигналов на усилительный прибор.

В широкополосных системах паразитные резонансы приводят к образованию выбросов на фронтах сигнала.

Даже самый короткий проводник имеет индуктивность.

под "землей" понимается заземленная плоскость.

Каждая индуктивность имеет такое свойство как добротность.

Резистор как способ увеличения потерь в последовательном колебательном контуре

Задача снижения влияния индуктивности решается просто включением последовательно с индуктивностью (сигнальных проводов) небольшого сопротивления, которое снижает добротность индуктивности и этим убирает дополнительный канал проникновения помех.

Существует и другой способ снижения влияния индуктивности соединительных проводников.

Ферритовые кольца как способ увеличения потерь на высоких частотах

Ферритовые кольца - простой и недорогой способ увеличить высокочастотные потери в цепи, без внесения потерь на постоянном токе и низких частотах. Обычно ферритовое кольцо или трубка одеваются на вывод компонента или проводника. Они предназначены для подавления нежелательных сигналов с частотой выше нескольких мегагерц. При правильном использовании они могут осуществлять высокочастотную развязку, подавление паразитных сигналов и экранирование.

Здесь: 4а - внешний вид ферритового кольца (трубки) на проводнике, 4б - эквивалентная схема для высоких частот, 4в - обозначение в схемах ферритового кольца одетого на проводник.

Производители описанных ферритовых колец прилагают графики частотной зависимости их полного сопротивления.

|Z|= [R 2 +(2 π fL) 2 ] 1/2

где: R - эквивалентное сопротивление потерь, L - эквивалентная индуктивность кольца.

На рисунке 5 показаны двух типов ферритовых колец. Кольцо типа 1 является в основном резистивным, а кольцо типа 2 -индуктивным.

Ферритовые кольца эффективны для гашения высокочастотных колебаний , вызываемых переходными процессами на фронтах импульсов или паразитными резонансами внутри схемы. Они полезны так же для предотвращения протекания высокочастотных наводок по в цепях питания и других проводах.

Обычно импеданс ограничен величиной около 100 Ом, поэтому такие кольца наиболее эффективны в низкоомных цепях.

- источники питания,
- усилители мощности работающие в режиме класса С,
- резонансные схемы,
- переключательные схемы.

Если одно кольцо не обеспечивает достаточного ослабления, можно использовать несколько колец. Однако если они не приносят желаемого результата - ищите причину в Вашей схеме.

Типичные применения ферритовых колец

На рис. 6 показано применение ферритовых трубок в выходных каскадах ламповых усилителей мощности низкой частоты.

Часто в одном устройстве сочетаются ВЧ и НЧ узлы разной мощности в большом количестве, при этом сигналы генерируемые одними из них являются помехами для других и могут вызывать сбои в работе.

На рис. 7 показано применение ферритовых колец для предовращения попадания ВЧ сигнала с генератора ВЧ в нагрузку.

Хотя я бы поставил ферритовые кольца непосредственно на провод генератора ВЧ, защитив таким образом не только нагрузку, но и источник питания, который обычно тоже не любит ВЧ помех.

На рис. 8 показано применение резистивного кольца для устранения звона на длинных линиях (соединениях) быстродействующих логических элементов.

Установка ферритового кольца позволяет убрать ВЧ колебания на плоской части импульса, которые возникают после его фронта. Это способствуют повышению надежности работы системы.

На рис. 9 показан усилитель мощности класса С, выходной сигнал которого содержит в том числе и высокочастотные гармоники, которые вредны для всей системы. Одна из гармоник образуется вследствии нежелательного паразитного резонанса в цепи состоящей из конденсатора C и индуктивности L . В рассмотренном случае индуктивность кольца заставляет ток гармоники течь через резистор 50 Ом и рассеиваться на нем в виде тепла.

В заключение хочу присоединиться к выводам автора [ 1 ] и привести их полностью несколько уточнив некоторые вопросы. Его выводы подтверждаются физикой процессов и моей практикой и о них ч говорю во всех статьях сайта посвященных электронике, процессорам. Плохо, что не все это пока понимают.

Наводки это помехи создаваемые окружающей радиоэлектронной аппаратурой, которые ловит по каким то причинам наша звуковая система.

Основная проблема в том что избавление от помех дело настолько муторное и неопределенное что на всех звуковых форумах ведутся многостраничные дискуссии.

Как устранить наводки.

1) Первое и самое главное с чего нужно начинать это с проверки межблочных кабелей если в системе установлен усилитель. Некачественный или поврежденный межблок впервую очередь ловит малейшие наводки.

Проверяется его целостность и расположение. Он должен находится как можно дальше от силового кабеля, акустических проводов и по возможности от других проводов авто. Также не помешает проверить заменив на заведомо целый и качественный.

2) Проверяем надежность контактов везде в системе. Плохой контакт сам по себе будет вносить ощутимые искажения.

3) Не помешает также проверить грамотность подключения магнитолы к питанию. Как я писал раньше магнитола должна быть запитана через предохранитель напрямую от аккумулятора +и — проводом достаточного сечения, только в этом случае помехи в бортовой сети для магнитолы будут минимальные.

4) Многие магнитолы комплектуются фильтром помех по питанию. Он представляет собой небольшую коробку, через которую проходят провода питания магнитолы. Иногда ее установка помогает избавиться от помех.

5) Если вышеперечисленное не спасло то лезем глубже. А вернее под капот. Все генераторы оборудуются конденсатором сглаживающем помехи, он находится как правило под защитной крышкой генератора.

Пробуем откинуть ремень генератора, завести машину и послушать. Если помехи пропали значит открываем крышку и смотрим наличие и целостность конденсатора. Также не помешает обратить внимание на минусовой провод идущий от двигателя на кузов. При необходимости заменить его на провод большего сечения.

6) Проверить целостность высоковольтных свечных проводов. Дефект их изоляции может привести к пробою на массу и как следствие к высокому уровню помех.

7) Если у вас усилители берут минус с кузова, то иногда возникают помехи из-за разности потенциалов на кузове или из-за плохой массы, в обоих случаях все это начинает выравниваться через межблоки что приводит к искажениям и помехам. Проверить это не сложно. достаточно бросить проводок между минусом магнитолы и минусом усилителя и послушать пропадет наводка или нет.

8) Стоит на всякий случай проверить сами усилители, отключить межблоки и завести машину и послушать. Возможно шумы и наводки дает неисправность усилителя, мало того были случаи когда неисправный усилитель давал помехи на все усилки в системе.

9) Владельцам магнитол фирмы PIONEER стоит проверить целостность предохранителя массы линейных выходов. Где он расположен и как это делать есть инфа в интернете.

10) Очень часто было замечено что серьезные помехи в сеть дают некоторые зарядные устройства различных девайсов. Если у вас что-то заряжается или работает от прикуривателя пробуйте отключить.

11) Для тех кто паяет межблоки самостоятельно. Паять их вот по такой схемке.

То есть использовать двухжильный экранированный провод. По одной жиле пускать сигнал по второму массу, а экран сажать на массу только в штекере, что идет к магнитоле.

12) Не лишним будет проверить сами динамики, возможно призвуки издают они из-за механического повреждения либо брака.

Ферритовый фильтр — пассивный электрический компонент, использующийся для подавления высокочастотных помех в электрических цепях. Чаще всего имеют форму цилиндров, параллелепипедов. Могут быть съемными с защелками или несъемными литыми. Ферритовые фильтры используются как дополнительные внешние фильтры, как правило, для устройств, имеющих длинные соединительные кабели. Ферритовое кольцо увеличивает индуктивность проходящего через него участка провода в несколько сотен (вплоть до тысяч) раз, что и обеспечивает подавление помех высокой частоты. Ферритовые фильтры используются как на сигнальных проводах для ослабления внешних помех, так и на проводах питания для уменьшения создаваемых ими помех

" Есть два рычага, которыми можно двигать людей, - страх и личный интерес "
Наполеон Бонапарт - (1769 - 1821)

Рекомендую использовать, вот такие кольца.
Выдержка из книги Григорова И.Н. "Антенны. Городские Конструкции"

Мир вам и вашему QTH, да обойдут вас QRM, QRN и QSB, всем 73! & DX`s (c)
Помогу настроить антенну на авто.

Эти ферритовые защелки одевают на провода питания (12 в., 220 в.) для того чтоб ВЧ помехи не попадали в БП, в сеть и в другую аппаратуру. Феррит там высокой проницаемости, поэтому делается обычно только один виток провода через такую защелку.
Одевать эти ферритовые защелки на коаксиальный кабель - толку ноль целых хрен десятых, тем более, если 50-ти омную антенну используете и хороший кабель! Вот от кв-шников слыхал что одевают на кабель "колбаску" собранную из 50-80-ти колец 100нн(600нн), ближе к точке питания антнны. Но они используют часто одну антенну на многодиапазонов, естественно согласовка там невозможна в принципе и такой "фильтр-пробка" видимо оказывается полезной.

Самый редкий вид дружбы - это дружба со своей головой.

" Есть два рычага, которыми можно двигать людей, - страх и личный интерес "
Наполеон Бонапарт - (1769 - 1821)

доцент писал(а): Одевать эти ферритовые защелки на коаксиальный кабель - толку ноль целых хрен десятых, тем более, если 50-ти омную антенну используете и хороший кабель! Вот от кв-шников слыхал что одевают на кабель "колбаску" собранную из 50-80-ти колец 100нн(600нн), ближе к точке питания антнны. Но они используют часто одну антенну на многодиапазонов, естественно согласовка там невозможна в принципе и такой "фильтр-пробка" видимо оказывается полезной.

Категорически с Вами не соглашусь.Кольца на кабеле близи антенны это симметрирование антенны,в первую очередь это нужно что бы диаграмма антенны не косила и все вч токи,которые наводятся на оплётке кабеля не попадали в антенну и не излучались.Попробуйте на антенне несимметричный диполь поработать в эфире без такого запорного дросселя и дам 100% гарантию,что все ваши соседи услышат Вас в своей аппаратуре.У нас у одного местного радиолюбителя даже домофон разговаривает его голосом.Да и не стоит забывать,что при ксв отличным от 1.0 сам кабель начинает работать как паразитная антенна.
А что касается колец применяемых в компьютерных блоках питания,то не факт,что они вообще заработают.Частота в импульсном блоке питания редко когда превышает 100 кгц а в радиолюбительской практике частоты нааамного больше.Решать Вам,но я думаю что если ставить такие кольца на провода питания,то хуже не будет,т.к индуктивность такой катушки будет намного больше одиночного провода,а сопротивление индуктивности тем больше чем витков.У себя сделал вот такой запорный дроссель на точке питания антенны.Помех при 100 Ваттах нет совсем,только на 28 мгц деген немножко шуметь начинает.

Александр, если не ошибаюсь это феррит от отклоняющей системы ТВ.
Доцент, для блокирующей индуктивности нужно как можно большее реактивное сопротивление на ВЧ, по мнению многих ферритовые трубки от мониторов для этих целей вполне подходят.
Для ВЧ трансформаторов могут не подойти, я пробовал, получалось через раз, пробовал то что описывал dl2kq.

Мир, труд - Вам; пиво, водка - Мне!
Блажен кто верует, ему жить легче.
FT1D, FT-100+LDG AT100proII, FT-8800, Alan9001, Handyc 924, Maycom EM-27,
TG-UV2, Alinco DR605. Sirio Tornado Mod, CityWindom, FT-857+Opek HVT400B, Optim Apollo rev.3 + WA-27.

Читайте также: