Una perla de ferrita (también conocida como bloque de ferrita , núcleo de ferrita , anillo de ferrita , filtro EMI o estrangulador de ferrita [1] [2] ) es un tipo de estrangulador que suprime el ruido electrónico de alta frecuencia en los circuitos electrónicos.
Las perlas de ferrita emplean disipación de corriente de alta frecuencia en una cerámica de ferrita para construir dispositivos de supresión de ruido de alta frecuencia.
Usar
Las perlas de ferrita evitan la interferencia electromagnética (EMI) en dos direcciones: desde un dispositivo o hacia un dispositivo. [1] Un cable conductor actúa como antena: si el dispositivo produce energía de radiofrecuencia , esta se puede transmitir a través del cable, que actúa como un radiador involuntario . En este caso, el cordón es necesario para el cumplimiento normativo , para reducir la EMI . Por el contrario, si hay otras fuentes de EMI, como electrodomésticos, el cordón evita que el cable actúe como antena y reciba interferencias de estos otros dispositivos. Esto es particularmente común en cables de datos y en equipos médicos. [1]
Las perlas de ferrita grandes se ven comúnmente en el cableado externo. Varias perlas de ferrita más pequeñas se utilizan internamente en circuitos, en conductores o alrededor de las clavijas de componentes pequeños de la placa de circuito, como transistores, conectores y circuitos integrados .
En los cables destinados a ser conductores de CC, las perlas pueden bloquear la energía de radiofrecuencia no deseada de bajo nivel actuando como un filtro de paso bajo. En líneas de transmisión coaxiales no balanceadas (por ejemplo, cables USB y cables de video), el cable está diseñado para contener la señal, y las cuentas se pueden usar para evitar que la corriente de modo común parásita use el cable como antena sin interferir con la señal transportada en el interior. el cable. En este uso, la cuenta es una forma simple de balun .
Las perlas de ferrita son uno de los tipos de filtros de interferencia más simples y menos costosos para instalar en cableado electrónico preexistente. Para un anillo de ferrita simple, el cable simplemente se enrolla alrededor del núcleo a través del centro, generalmente cinco o siete veces. [ cita requerida ] Los núcleos de abrazadera también están disponibles, que se unen sin envolver el cable: este tipo de núcleo de ferrita generalmente está diseñado para que el cable pase solo una vez a través de él. Si el ajuste no es lo suficientemente ajustado, el núcleo se puede asegurar con bridas para cables o, si el centro es lo suficientemente grande, el cableado puede pasar una o más veces. (Tenga en cuenta, sin embargo, que aunque cada bucle aumenta la impedancia a altas frecuencias, también cambia la frecuencia de la impedancia más alta a una frecuencia más baja). Se pueden deslizar pequeñas perlas de ferrita sobre los cables de los componentes para suprimir la oscilación parásita . [3]
Se encuentran disponibles perlas de ferrita de montaje en superficie. Estos se sueldan en un espacio en la traza de la placa de circuito impreso, al igual que cualquier otro inductor de montaje en superficie. Dentro del componente del cordón, una bobina de alambre corre entre las capas de ferrita para formar un inductor de múltiples vueltas alrededor del núcleo de alta permeabilidad. [4]
Teoría de operación
Las perlas de ferrita se utilizan como filtro pasivo de paso bajo , al disipar la energía de RF en calor, por diseño. (Compare esto con los inductores , que por diseño minimizan la conversión de energía de RF en calor, ofreciendo una alta impedancia a RF).
La geometría y las propiedades electromagnéticas del alambre enrollado sobre el cordón de ferrita dan como resultado una impedancia para señales de alta frecuencia, atenuando el ruido electrónico EMI / RFI de alta frecuencia . La energía se refleja en el cable o se disipa como calor de bajo nivel. Solo en casos extremos se nota el calor.
Un inductor puro no disipa energía pero produce reactancia que impide el flujo de señales de frecuencia más alta. Esta reactancia se denomina comúnmente simplemente impedancia , aunque la impedancia puede ser cualquier combinación de resistencia y reactancia.
Se puede agregar una perla de ferrita a un inductor para mejorar, de dos maneras, su capacidad para bloquear el ruido de alta frecuencia no deseado . Primero, la ferrita concentra el campo magnético, aumentando la inductancia y por lo tanto la reactancia, lo que impide o 'filtra' el ruido. En segundo lugar, si la ferrita está diseñada de esta manera, puede producir una pérdida adicional en forma de resistencia en la propia ferrita. La ferrita crea un inductor con un factor Q muy bajo . [3] Esta pérdida calienta la ferrita, normalmente en una cantidad insignificante. Si bien el nivel de la señal es lo suficientemente grande como para causar interferencias o efectos indeseables en circuitos sensibles, la energía bloqueada suele ser bastante pequeña. Dependiendo de la aplicación, la característica de pérdida resistiva de la ferrita puede ser deseada o no.
Un diseño que utiliza un cordón de ferrita para mejorar el filtrado de ruido debe tener en cuenta las características específicas del circuito y el rango de frecuencia a bloquear. Los diferentes materiales de ferrita tienen diferentes propiedades con respecto a la frecuencia, y la literatura del fabricante ayuda a seleccionar el material más efectivo para el rango de frecuencia. [3] [5] Normalmente, el material utilizado en las perlas es ferrita en polvo, con la mezcla de tamaños de grano ajustada para controlar el rango de frecuencias absorbidas o bloqueadas y minimizar el almacenamiento del campo magnético. Compare esto con los inductores y transformadores, que utilizan núcleos de hierro o cobre sólidos o laminados para almacenar campos magnéticos y maximizar la transferencia de energía.
Ver también
Referencias
- ↑ a b c Vanhoenacker, Mark (1 de noviembre de 2012). "¿Qué es ese pequeño cilindro en el cable de mi computadora?" . Blog de Brow Beat . Pizarra . Consultado el 3 de noviembre de 2012 .
- ^ "¿Cuáles son las protuberancias al final de los cables de la computadora?" . HowStuffWorks . InfoSpace LLC. 1 de abril de 2000 . Consultado el 21 de abril de 2015 .
- ^ a b c Carr, Joseph J. (2002). Componentes y circuitos de RF . Newnes. págs. 264–266. ISBN 978-0-7506-4844-8.
- ^ Inductores de perlas de ferrita - Notas sobre electrónica
- ^ Crowell, Benjamín. "Naturaleza simple" . Consultado el 21 de abril de 2015 .
enlaces externos
- Uso del inductor de perlas de ferrita en circuitos electrónicos