Anneau de ferrite - qu'est-ce que c'est ? Comment faire un anneau de ferrite de vos propres mains?

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-02 13:54

Chacun de nous a vu de petits cylindres sur des cordons d'alimentation ou sur des câbles pour des appareils électroniques assortis. On les trouve sur les systèmes informatiques les plus courants, tant au bureau qu'à la maison, aux extrémités des fils qui relient l'unité centrale au clavier, souris, moniteur, imprimante, scanner, etc. Cet élément s'appelle le " anneau de ferrite" (ou filtre de ferrite). Dans cet article, nous examinerons le but pour lequel les fabricants d'équipements informatiques et haute fréquence équipent leurs produits de câble avec les éléments mentionnés.

Objectif principal

L'anneau de ferrite peut réduire l'effet des radiofréquences et des interférences électromagnétiques sur le signal transmis sur le fil. Les longs câbles de signal et d'alimentation de l'ordinateur et d'autres équipements électriques ont des propriétés parasites,c'est-à-dire qu'ils agissent comme des antennes. Ils rayonnent très efficacement divers bruits créés à l'intérieur de l'appareil vers l'environnement extérieur, créant ainsi des interférences sur les stations de radio lors de la réception d'un signal radio et sur d'autres équipements électroniques. Et vice versa, lors de la réception d'interférences provenant de l'air provenant d'appareils de transmission radio, un ordinateur ou un autre appareil électronique peut mal fonctionner. Ici, pour éliminer ce phénomène, ils utilisent un anneau de ferrite porté sur un câble d'alimentation ou assorti.

Propriétés physiques

La ferrite est un ferrimagnétique qui ne conduit pas l'électricité, c'est-à-dire qu'il s'agit en fait d'un isolant magnétique. Les courants de Foucault ne sont pas créés dans ce matériau, et donc il se remagnétise très rapidement - au rythme de la fréquence des champs électromagnétiques externes. Cette propriété matérielle est la base d'une protection efficace des appareils électroniques. L'anneau de ferrite porté sur le câble est capable de créer une grande impédance active pour les courants de mode commun.

Ce matériau est formé de la combinaison chimique d'oxydes de fer avec des oxydes d'autres métaux. Il a des caractéristiques magnétiques uniques et une faible conductivité électrique. De ce fait, les ferrites n'ont pratiquement pas de concurrents parmi les autres matériaux magnétiques dans la technologie haute fréquence. Les anneaux de ferrite 2000nm augmentent considérablement l'inductance du câble (plusieurs centaines ou milliers de fois), ce qui assure la suppression des interférences haute fréquence. Cet élément est installé sur le cordon lors de sa fabrication ou, coupé en deux demi-cercles, posé sur le fil immédiatement après sa fabrication. ferriteLe filtre est emballé dans un boîtier en plastique. Si vous l'ouvrez, vous pouvez voir un morceau de métal à l'intérieur.

Ai-je besoin d'un filtre en ferrite ? Ou est-ce un autre canular ?

Les ordinateurs sont des appareils très "bruyants" (électromagnétiquement). Ainsi, la carte mère à l'intérieur de l'unité centrale est capable d'osciller à une fréquence d'un kilohertz. Le clavier a une micropuce, qui fonctionne également à haute fréquence. Tout cela conduit à ce que l'on appelle la génération de bruit radio à proximité du système. Dans la plupart des cas, ils sont éliminés en protégeant la carte des champs électromagnétiques avec un boîtier métallique. Cependant, une autre source de bruit est les fils de cuivre qui relient divers appareils. En fait, ils agissent comme de longues antennes qui captent les signaux des câbles d'autres équipements de radio et de télévision et affectent le fonctionnement de "leur" appareil. Le filtre en ferrite élimine les bruits électromagnétiques et les signaux de diffusion. Ces éléments convertissent les vibrations électromagnétiques à haute fréquence en énergie thermique. C'est pourquoi ils sont installés aux extrémités de la plupart des câbles.

Comment choisir le bon filtre en ferrite

Pour installer un anneau de ferrite sur le câble de vos propres mains, vous devez comprendre les types de ces produits. Après tout, cela dépend du type de fil et de son épaisseur quel filtre (de quel matériau) vous devez utiliser. Par exemple, un anneau installé sur un câble multiconducteur (cordon d'alimentation, câble de données, interface vidéo ou USB) crée un transformateur dit de mode commun dans cette section, passantsignaux anti-phase transportant des informations utiles, et reflète également les interférences de mode commun. Dans ce cas, il ne faut pas utiliser de ferrite absorbante pour éviter une perturbation de la transmission de l'information, mais un ferromatériau de fréquence plus élevée. Mais il est préférable de choisir des anneaux de ferrite pour le câble d'antenne à partir d'un matériau qui dissipera les interférences haute fréquence, plutôt que de les renvoyer dans le fil. Comme vous pouvez le voir, le mauvais produit peut dégrader les performances de votre appareil.

Noyaux de ferrite

Les cylindres en ferrite épais sont les plus efficaces pour gérer les interférences. Cependant, il convient de garder à l'esprit que les filtres trop volumineux sont très peu pratiques à utiliser et que les résultats de leur travail dans la pratique ne différeront guère de ceux légèrement plus petits. Les filtres doivent toujours être de la bonne taille: idéalement, le diamètre intérieur doit correspondre au fil et la largeur doit correspondre à la largeur du connecteur de câble.

De plus, n'oubliez pas que les filtres en ferrite ne sont pas les seuls à aider à lutter contre le bruit. Par exemple, pour une meilleure conductivité, il est recommandé d'utiliser des câbles de grande section. Lors du choix de la longueur du cordon, il ne faut pas ménager une grande marge de longueur entre les appareils connectés. De plus, la mauvaise qualité de la connexion entre le fil et le connecteur peut également constituer une source d'interférences.

Marquage des anneaux de ferrite

Le type le plus courant de notation de marquage de bague de ferrite est le suivant: K D×d×N, où:

- K est l'abréviation de "ring";

- D - diamètre extérieur du produit;

- d - diamètre intérieur de l'anneau de ferrite;

- H – hauteur du filtre.

Outre les dimensions globales du produit, le type de matériau ferromagnétique est crypté dans le marquage. Un exemple d'entrée peut ressembler à ceci: M20VN-1 K 4x2, 5x1, 6. La seconde moitié correspond aux dimensions globales de l'anneau, et la perméabilité magnétique initiale est chiffrée dans la première (20 Μ _{i). En plus de ces paramètres, dans la description de la référence, chaque fabricant indique la fréquence critique, les paramètres de la boucle d'hystérésis, la résistivité et la température de Curie pour un produit particulier.}

Comment utiliser les anneaux de ferrite autrement

Outre l'application bien connue du blindage haute fréquence, des matériaux ferromagnétiques sont utilisés pour fabriquer des transformateurs. On les voit souvent dans les alimentations des ordinateurs. Il est bien connu que le transformateur à anneau de ferrite est très efficace dans les mélangeurs équilibrés. Cependant, tout le monde ne sait pas qu'il existe une possibilité d'équilibrage "étiré". Cette modification du transformateur permet d'effectuer l'opération d'équilibrage avec plus de précision. De plus, les transformateurs sur anneaux de ferrite sont largement utilisés pour faire correspondre les résistances de sortie et d'entrée des cascades de dispositifs à transistors. Dans ce cas, les résistances actives et réactives sont transformées. Grâce à ce dernier, ce dispositif peut être utilisé pour changer les gammes d'accord de capacité. Les transformateurs pull-down fonctionnent bien en dessous de 10 MHz.

Conclusion

À ceux quisi vous êtes intéressé par la façon d'enrouler vous-même un anneau de ferrite, il convient de garder à l'esprit que l'impédance série introduite par un noyau de ferrite haute fréquence peut facilement être augmentée en faisant plusieurs tours d'un conducteur dessus. Comme le suggère la théorie de l'électrotechnique, l'impédance d'un tel système augmentera avec le carré du nombre de spires. Mais c'est en théorie, mais en pratique, l'image est quelque peu différente en raison de la non-linéarité des matériaux ferromagnétiques et des pertes qu'ils contiennent.

Une paire de tours sur le noyau augmente l'impédance non pas quatre fois comme il se doit, mais légèrement moins. De ce fait, pour que plusieurs spires rentrent dans un filtre à câble, il faut choisir un anneau de taille évidemment plus grande. Si cela n'est pas acceptable, et que le fil doit rester de la même longueur, il est préférable d'utiliser plusieurs filtres.