Drosseln im Vergleich zu kleinen Kondensatoren auf Signalkabeln

Ich weiß, dass viele Signalkabel (Kabel von USB-Kamera zu Computer usw.) sperrige Ferritdrosseln haben, um Rauschen zu vermeiden.

Warum haben sie alle Ferrite statt Keramikkondensatoren? Kleine Keramiken beseitigen auch effektiv Rauschen und wären viel kleiner (wahrscheinlich auch billiger?) Als die Ferrite.

Antworten (3)

Eine Gleichtakt-Ferrithülse, die bei Funkfrequenzen verlustbehaftet ist und das Signal nicht dämpft, ist auf einem Datenkabel eher nützlich als Shunt-Kondensatoren, die das Signal dämpfen und HF eher reflektieren als absorbieren.

Ich dachte, Ferrite wären wie kleine Induktoren bei <10 MHz. Würde eine Induktivität das Signal nicht auch zerstreuen?
Der Schlüssel ist, dass der Ferritkern nur dann als Induktivität wirkt, wenn er durch die Stromschleife fließt. Die Signale beinhalten größtenteils Ströme, die durch dasselbe Kabel abgehen und zurückkehren, sodass sie nicht beeinflusst werden. EMI umfasst größtenteils Ströme, die durch verschiedene Kabel abfließen und zurückkehren, sodass sie unterdrückt werden.
Der Schlüssel ist, dass sich die Ferrithülse im common_mode befindet . Signalströme, die auf dem Signaldraht ausgehen, kehren auf dem Erdungsdraht zurück, also Netto-Nullstrom, sodass sie den Ferrit nicht sehen . Aus diesem Grund sehen Signale, die sich über das Kabel ausbreiten, den Ferrit und werden im Verlust zerstreut.

Die meisten EMV-Probleme, die Produkte haben, haben mit abgestrahlter EMV zu tun. Wenn Sie normale Tests durchführen lassen, wie beispielsweise FCC A und B, ist es nicht ungewöhnlich, dass ein Strahlungsfehler auftritt. Abgestrahlte EMV ist im Allgemeinen auf Gleichtaktprobleme zurückzuführen. Die Standardkabellänge der meisten Produkte macht die Verkabelung zu einem guten Antennensystem. Die Ferrit-Gleichtakthülse(n), die Sie häufig auf Kabeln sehen, befasst sich mit abgestrahlter EMV.

Ferrite auf einem Kabel sind im Wesentlichen ein Zeichen dafür, dass das EMI-Design auf der eigentlichen Leiterplatte nicht ordnungsgemäß ausgeführt wurde. Die Tatsache, dass Sie sie so oft sehen, sollte Ihnen etwas sagen.

Ohne auf die grauenvollen Details der EMI-Designprobleme einzugehen, kann man sagen, dass ein Ferrit auf einem Kabel a) ineffektiv und b) ein teures Pflaster für ein Design ist, das die CISPR-Testanforderungen für Unterhaltungselektronik nicht bestanden hat. Ferrite funktionieren bei Kabeln nicht sehr gut, da das Kabel normalerweise bereits eine hohe Impedanz aufweist und Sie im Wesentlichen eine Energieteilung durchführen.

Kondensatoren sind eine perfekte Lösung für EMI, wenn sie sich auf der Leiterplatte selbst befinden. Typischerweise würden Sie Durchflusskappen mit drei Anschlüssen verwenden, um differentielles Rauschen zu eliminieren. Kondensatoren können auch Gleichtaktrauschen eliminieren, wenn sie von beiden Signalen an die Referenzebene (normalerweise GND) angeschlossen werden, aber dies neigt dazu, auch Ihr Differenzsignal zu zerstören. Oder Single-Ended-Signal. Kurz gesagt, Kondensatoren sind schlecht für Ihr Signal.

Übertrumpfen all das ist eine Gleichtaktdrossel. Diese sind in bifilaren Konfigurationen verfügbar, die sogar auf Hochgeschwindigkeitsdatenleitungen wie Gigabit-Ethernet funktionieren. Noch besser ist eine geeignete Abschirmungs- und Erdungsstrategie, die das Gleichtaktrauschen zurück zur Quelle kurzschließt, anstatt es an das Kabel weiterzuleiten.

Übrigens können Ferrite sehr gut funktionieren, wenn Sie sie INNERHALB des Gehäuses platzieren und eine Kappe verwenden, um eine RC-Schaltung (gut, LC) zu bilden.

Aufsteck-Ferrite haben ihren Platz, aber sie sollten ein letzter Ausweg/eine Notlösung sein oder für schwierige Fälle wie Hochgeschwindigkeits-V-by-One- oder LVDS-Signalkabel verwendet werden.

Hier ist eine Einführung von Murata zu diesem Thema: http://www.murata.com/~/media/webrenewal/products/emc/emifil/knowhow/26to30.ashx

Bearbeiten Einige Unsinn über Kondensatoren über differenzielle Paare korrigiert.