Clip sul nucleo di ferrite - noto produttore & venditore di magneti in Cina

Le induttanze in ferrite non sono state molto utili per i problemi di emanazione dei cavi a bassa frequenza, di solito al di sotto dei 10 MHz, poiché la loro impedenza è troppo bassa a queste frequenze per essere efficace. Ho sempre desiderato soluzioni simili e semplici per i problemi di emissione/suscettibilità dei cavi a bassa frequenza. Finalmente ho ottenuto quello che volevo.

Un nuovo materiale in ferrite di tipo 75 a bassa frequenza, progettato per la soppressione delle EMI nella banda di frequenza compresa tra 200 kHz e 30 MHz, è stato recentemente rilasciato da Fair-Rite Products Corp. L'apice dell'impedenza di questa sostanza si trova tra 1 e 2 KHz. Il catalogo Fair-Rite numero 17 contiene informazioni dettagliate sui nuovi nuclei in ferrite di tipo 75.

Come mostrato di seguito, l'impedenza massima del componente numero 2675540002 (9/16′′ OD, 1/4′′ ID e nucleo lungo 1-1/8′′) è 160 a circa 1,6 MHz.
Quando l'impedenza della suddetta ferrite è superiore a 80 nella gamma di frequenza compresa tra 500 kHz e 10 MHz, i nuclei di ferrite di tipo 75 possono essere particolarmente utili per ridurre i problemi di emissione.

Per aumentare ulteriormente l'impedenza dei nuclei di ferrite si possono utilizzare più torsioni. Tuttavia, questo peggiora le prestazioni ad alta frequenza dell'induttanza e aumenta la capacità tra gli avvolgimenti.

Questo aumento di capacità è meno preoccupante perché il materiale di tipo 75 è stato progettato per applicazioni a bassa frequenza; si possono usare da due a cinque cicli senza causare danni, se non altro. Utilizzando tre giri dello stesso nucleo 2675540002 si ottiene un'impedenza di 1.400 a 1,3 MHz e utilizzando cinque giri si ottiene una resistenza di quasi 4.000, come mostrato nella tabella seguente. Questo nucleo darà luogo a un'induttanza a tre giri con una resistenza superiore a 500 da 300 kHz a 20 MHz.
La disposizione a tre giri ha un'impedenza di circa 250 e la configurazione a cinque giri ha un'impedenza di circa 700, anche a 150 kHz, l'estremo inferiore della gamma di test delle emissioni condotte FCC/CISPR.

Di conseguenza, è possibile produrre impedenze elevate a queste basse frequenze utilizzando numerose spire.
Fair-Rite vende centri sia di piccole che di grandi dimensioni. L'inventario Fair-Rite elenca le anime di tipo 75 con un diametro esterno compreso tra 3/8 e 1-1/4 pollici e un diametro interno compreso tra 7/32 e 3/4 pollici. Attualmente vengono offerti solo nuclei pieni, ma nel corso dell'anno dovrebbero essere disponibili anche nuclei divisi a scatto. I nuclei a scatto sono pratici per il debugging e sono semplici da usare come riparazione post-evento per i fili. I nuclei di manganese-zinco (MnZn) di tipo 75 non devono essere a contatto con connessioni elettriche attive a causa della loro leggera conduttività (resistività, = 3102-cm).

Se avete problemi con i cavi per l'emissione/suscettibilità delle basse frequenze, prendete in considerazione la nuova sostanza Fair-Rite Type 75. Potreste essere soddisfatti dei risultati.

Un nucleo di ferrite cos'è?
Un magnete con centro in ferrite è realizzato appositamente per ridurre le interferenze elettromagnetiche. Di conseguenza, i centri in ferrite sono eccellenti per ridurre al minimo le interferenze wireless causate dal rumore elettrico.

Guida all'installazione del nucleo di ferrite
Affinché l'installazione sia efficace, è necessario che il filo che attraversa il campo magnetico, che fa un giro e poi torna indietro sia dotato di un nucleo di ferrite. Si prega di esaminare l'esempio fornito di seguito. Si consiglia di posizionare il centro a circa 15,2 centimetri (6 pollici) di distanza dalla dash cam stessa.
Come procedere se è stato installato un nucleo di ferrite ma il disturbo wireless persiste
I cavi della telecamera da cruscotto potrebbero essere incanalati vicino all'antenna; provate a spostarli dalla loro posizione attuale.

I nuclei di schermatura (serie RH) e i nuclei toroidali (serie T) sono nuclei di soppressione EMI a forma di anello utilizzati per ridurre i disturbi ad alta frequenza dei cavi. I nuclei RH sono comunemente utilizzati nella costruzione di cavi mediante stampaggio a iniezione di plastica. I nuclei RH più piccoli sono in genere utilizzati per passare attraverso altre sfere di elementi o per agire come induttori passando attraverso i fili. I nuclei T sono utilizzati soprattutto per la riduzione delle EMI nei filtri di modo comune o differenziale. Se il progetto richiede un'impedenza maggiore, aumentare le spire del filo attraverso il nucleo è una soluzione semplice e veloce.

Un filtro EMI è noto anche come bobina di ferrite, perlina di ferrite, blocco di ferrite o anello di ferrite.

Guardate come cerco di spiegare il funzionamento dei nuclei di ferrite senza addentrarmi nella meccanica dello spettro elettromagnetico e delle forze nucleari. I nuclei di ferrite funzionano bloccando le interferenze elettromagnetiche in entrambi i sensi, schermando la connessione dalle interferenze esterne e impedendo al contempo al cavo di produrre segnali. Qualsiasi cavo che contenga un qualsiasi tipo di metallo (quasi tutti i cavi) funzionerà come un'antenna. Se i dispositivi a cui è collegato il cavo creano RFI o EMI (quasi tutte le apparecchiature elettroniche), il cavo trasmetterà ed emetterà questi segnali come rumore oltre al segnale che dovrebbe inviare.

Inoltre, se nelle vicinanze del cavo sono presenti RFI o EMI, come ad esempio altre apparecchiature elettroniche domestiche, il cavo si comporta come un'antenna, ricevendo questi segnali indesiderati. Poiché i nuclei di ferrite sono sia conduttivi che magnetici, concentrano gli impulsi elettromagnetici e li dissipano sotto forma di calore. Non preoccupatevi, non si riscaldano!

Detto questo, molti cavi di oggi sono già in grado di gestire RFI o EMI indesiderate. In genere sono ben fatti, protetti (almeno i miei lo sono) e costruiti per resistere alle condizioni che dovranno affrontare. Tuttavia, i cavi vengono occasionalmente utilizzati in situazioni in cui sono portati al limite, in particolare quando vengono utilizzati cavi eccessivamente lunghi al posto di cavi di lunghezza più normale.

Un nucleo di ferrite può contribuire a migliorare la qualità del segnale in alcuni casi. Prendete un paio di nuclei per una lunga connessione all'antenna TV o per un cavo USB, ad esempio; se il segnale è debole o si interrompe, i nuclei dovrebbero avere un impatto immediato. Inoltre, se le vostre apparecchiature AV sensibili, come ad esempio quelle di un home theater, percepiscono rumore, l'installazione di nuclei di ferrite sui cavi può contribuire a ridurlo!

Per quanto riguarda l'installazione, è un gioco da ragazzi! Basta agganciare un nucleo di ferrite a entrambe le estremità del cavo, a circa 10 cm dalle connessioni, e il gioco è fatto! Questi nuclei sono destinati a cavi di larghezza compresa tra 3,5 e 5,5 mm; offriamo anche un nucleo più grande per cavi più spessi.

Ogni tanto vorrei poter vedere le onde elettromagnetiche. Semplificherebbe notevolmente il rilevamento delle EMI. Invece di armeggiare con sofisticati impianti e analizzatori di segnale, potrei semplicemente dare un'occhiata e capire il motivo di tutto quel trambusto. Anche se non possiamo vedere le EMI, a volte possiamo sentirle mentre attraversano i circuiti audio. Una perlina di ferrite è una possibile soluzione per questo tipo di interferenze.

Purtroppo, le perle di ferrite (note anche come choke di ferrite, morsetto di ferrite, collare di ferrite, perle di filtro EMI o filtro ad anello di ferrite) possono essere difficili da capire.

La funzione del nucleo di ferrite è simile a quella di un induttore, sebbene la risposta in frequenza del nucleo di ferrite si discosti da questa funzionalità alle alte frequenze. Inoltre, diversi tipi di perle, come le perle di ferrite avvolte a filo e le perle di ferrite a chip, hanno caratteristiche di riduzione del rumore diverse. Le perle di ferrite avvolte a filo, ad esempio, funzionano in un'ampia gamma di frequenze, ma offrono una resistenza minore nelle configurazioni a corrente continua. Per utilizzarle in modo efficace, è necessario prima capire le loro proprietà elettromagnetiche e come cambiano durante l'uso. Dopo aver compreso la fisica delle applicazioni delle perle di ferrite, è possibile sceglierne una appositamente per il proprio circuito. In caso contrario, si rischia di creare più problemi di quanti se ne risolvano.