Ферриты для подавления электромагнитного излучения кабелей.

Введение
Внутренние и внешние кабели компьютерного оборудования могут работать как миниатюрные антенны, поскольку они преобразуют шумы напряжения и тока в электромагнитное излучение. Выпускаемый компанией Kramer Electronics, Ltd. ассортимент ферритовых изделий для плоских и круглых кабелей обеспечивает эффективное подавление шумовых токов до их излучения в виде электромагнитных помех.

Неэкранированные кабели излучают помехи вследствие протекания по их медным проводникам синфазного шума, то есть высокочастотного тока, текущего в одном направлении по всем проводникам кабеля (рис. 1). Эти токи создают магнитное поле определенной величины и направления. Кабельные ферриты компании Kramer Electronics, Ltd. ослабляют шумовые токи, «захватывая» магнитное поле и рассеивая часть его энергии в виде тепла. Говоря на языке электротехники, ферритовый элемент, надетый на проводники кабеля, создает большой активный импеданс для синфазных токов.

рис. 1 Подавление синфазных шумовых токов ферритовым кольцо, одетым на кабель.

Внутренние кабели
Уменьшая электромагнитные излучения, создаваемые кабелями внутри электронного оборудования, кабельные ферриты компании Kramer Electronics, Ltd. способствуют снижению стоимости экранировки, необходимой для ограничения зоны распространения помех пределами корпуса электронного прибора. Ферриты Kramer Electronics, Ltd. можно использовать на внутренних силовых кабелях с постоянным или переменным током, и на проводниках, по которым передаются аналоговые и цифровые сигналы.

Внешние кабели
Производители электронного оборудования используют ферриты Kramer Electronics, Ltd. для подавления электромагнитных излучений от внешних силовых и сигнальных кабелей системных блоков компьютеров, мониторов, клавиатур, принтеров и других периферийных устройств. Длинные внешние силовые и сигнальные кабели работают как антенны, эффективно излучая помехи, создаваемые внутри корпуса прибора, во внешнюю среду. Использование ферритовых изделий Kramer Electronics, Ltd. позволяет снизить требования к экранированию внешних кабелей и во многих случаях дает возможность снизить их стоимость.

Выбор кабельных ферритов
Кабельные ферриты для подавления электромагнитных помех следует выбирать, исходя из конкретной задачи. Говоря в общем, кабельный феррит должен создавать максимальный последовательный импеданс для частот шумового сигнала.

Размер и объем ферритового сердечника
После выбора материала и приблизительных размеров сердечника создаваемый им последовательный импеданс и эффективность шумоподавления можно оптимизировать путем:
1) увеличения длины охватываемой ферритом части проводника;
2) увеличения поперечного сечения ферритового сердечника (особенно для силовых цепей);
3) выбора сердечника с внутренним диаметром, наиболее близким к внешнему диаметру проводника или кабеля;
В общем, наилучший ферритовый сердечник — самый длинный и толстый из тех, что могут быть размещены на кабеле, с внутренним диаметром, совпадающим с внешним диаметром кабеля. При установке на гибкие кабели массивные ферритовые сердечники должны быть заключены в термоусадочную трубку или защищены и закреплены на месте другим способом.

Число витков
Последовательный импеданс, вносимый высокочастотным ферритовым сердечником, можно увеличить, сделав на нем несколько витков проводника. Теория предсказывает, что импеданс такой системы увеличивается пропорционально квадрату числа витков. Однако вследствие нелинейности ферритов и потерь в них два витка на сердечнике увеличат импеданс не в четыре раза, а несколько меньше.

Выбор места установки ферритовых сердечников
В большинстве случаев феррит должен располагаться максимально близко к источнику помехи, что предотвратит передачу помех через другие элементы конструкции прибора, где их гораздо труднее отфильтровать. Но для кабелей передачи данных, где проводники входят в экранированный корпус или выходят из него, ферритовые сердечники должны располагаться максимально близко к месту прохода через экран. Это предотвратит излучение помех проводниками внутри корпуса после фильтра. Оба способа установки ферритов показаны на рис. 2 и

рис. 2 Установка ферритовых сердечников у источника помех.

рис. 3 Установка ферритовых сердечников на выходе из экранированного корпуса.

Выбор материала сердечника
Для использования в целях подавления излучения электромагнитных помех, компания Kramer Electronics, Ltd. предлагает уникальные ферритовые изделия, материал которых различается следующими параметрами:

частотой максимального импеданса;
избирательностью по частоте, или шириной резонансного пика;
объемным сопротивлением.

Электромагнитные помехи редко бывают узкополосными, обычно требуется подавление шумов (внесение значительного активного импеданса) в широком диапазоне частот.