¿En qué tipos de cables tienen un efecto beneficioso las perlas/chokes de ferrita?

Las perlas de ferrita evitan que las interferencias electromagnéticas afecten a un cable. Sin una comprensión fundamental de cómo funciona EMI, esto es obviamente un efecto beneficioso para la estabilidad e integridad de los dispositivos electrónicos.

Sin embargo, los cables comerciales tienen configuraciones muy inconsistentes con respecto a las perlas de ferrita:

Muchos cables Serial/VGA y DVI tienen cuentas de ferrita unidas a ambos extremos. Sin embargo, muy pocos cables HDMI y DisplayPort tienen cuentas de ferrita, aunque pueden transmitir más señales de diferentes tipos (video/audio/ethernet).

En los cables USB, es raro encontrar un cable Micro-USB de cualquier longitud con una perla de ferrita, mientras que a veces incluso los cables estándar y Mini-B cortos son bastante comunes para tener uno o dos conectados a ellos, aunque todos los conectores tienen exactamente mismos datos y especificaciones de potencia.

También he visto muchas carcasas de PC más antiguas que tienen un anillo de ferrita alrededor de los cables del panel frontal (solo LED e interruptores de alimentación), mientras que nunca he visto carcasas más nuevas con tales anillos o en los cables de alimentación de salida, sin embargo, algunos las fuentes de alimentación de las computadoras portátiles tienen una en el extremo del dispositivo.

Por último, nunca he visto un cable ethernet con perla de ferrita, aunque pueden transmitir tanto datos como energía a largas distancias y son muy delicados en cuanto a la calidad de la señal (categorías, pares trenzados, blindaje, etc.).

Entonces, esto me hace preguntarme:

  1. ¿Sobre qué tipos de perlas de ferrita singals tienen efecto: solo analógicos, cables de datos, cables de alimentación, todos o ninguno ("aceite de serpiente")?
  2. ¿Qué tan grande es el efecto en el cable (esto probablemente dependerá del entorno)?
  3. Si la longitud del cable es importante (ya que ningún cable ethernet de 50 m los tiene, pero los cables USB de 10 cm sí).
  4. ¿Si el calibre del cable tiene alguna importancia?
  5. ¿Puede haber efectos adversos al usar un cable con una perla de ferrita (ya que aumenta la impedancia)?
  6. ¿Son dos cuentas siempre "mejores" que una?

Antecedentes de la pregunta:

Tenemos una bolsa llena de perlas de ferrita del mercado de accesorios en el trabajo y estoy considerando si es una buena idea usarlas en cables que se encuentran cerca de grandes equipos de iluminación y sonido. Aunque nunca hubo problemas de señal aparentes, la estabilidad es de máxima prioridad y agregar las perlas no costaría nada.

Cualquier cable que transporte datos a una velocidad superior a unos 20 Mbps, probablemente no tendrá cuentas de ferrita porque comenzarán a estropear los datos a medida que aumenta la frecuencia.
Hola Andy, gracias. ¿Es este realmente el caso en general? Porque USB 2.0 es mucho más rápido que 20 Mbps y he visto muchos cables USB que los usan. ¿Son realmente destinados exclusivamente a aplicaciones USB 1.1? También he visto algunos en cables USB 3.0, aunque mucho menos, pero tengo uno conectado al concentrador alimentado de mi monitor en este momento y creo que incluso vino con él.
A veces, los glóbulos en los extremos de los cables no son perlas de ferrita, sino simplemente grumos de plástico, para dar la impresión de que son cables caros y de buena calidad y contienen perlas de ferrita. Pero en realidad, un buen dispositivo con un buen cable no necesita perlas de ferrita. Ethernet es comunicaciones diferenciales aisladas por transformador, por lo que no contendría mucho EMI de modo común, por lo que las perlas de ferrita serían bastante inútiles. Pero cualquier cable que pueda conducir EMI desde un dispositivo se beneficiará de una perla de ferrita.
Estás pensando demasiado en lo que hacen estas ferritas. Su propósito es casi siempre evitar que el cable sea un transmisor de radio. Este es el método extremadamente preciso y científico de cómo seleccionamos una ferrita en el mundo de la ingeniería. 1) Envías tu producto para una prueba de la FCC 2) El tipo de la FCC dice "Reprobaste" 3) Aplica diferentes ferritas hasta que pases la prueba. MUY MUY RARAMENTE un consumidor notaría la diferencia si la ferrita se eliminara por completo.
Bien, entonces, ¿cuál es? ¿Hay algún beneficio en tenerlos en un cable o no? ¿Y hay algún inconveniente con los cables de datos (o cualquier otro)? @Justme: Sin embargo, te creo, los cilindros falsos no facilitan mucho la comprensión de su uso. Gracias por la explicación en ethernet.
@KyleB: ¿Qué considera como uso de "consumidor"? No sé si has leído la explicación sobre el fondo de la pregunta, pero ya tenemos esas cuentas por ahí, no pagaremos nada el doble de la cantidad de nuestro cableado. Por lo tanto, cualquier beneficio pequeño/poco común/potencial para el equipo en nuestro escenario o en nuestro pequeño estudio de grabación valdría la pena el esfuerzo de 2 minutos. Sin embargo, si hay alguna desventaja, no los usaría. Entonces, ¿consideraría usarlos o reciclarlos en este caso?
"Consumidor" significa cualquiera que no sea un ingeniero electrónico con un osciloscopio y un analizador de espectro a mano. Básicamente, al carecer de una de estas ferritas, la televisión o la radio de los vecinos pueden hacer "zumbido", tal vez su WiFi se active, o tal vez las llamadas de teléfonos celulares se corten. O no pasaría nada en absoluto. Hay muy pocos escenarios en los que una ferrita protegería su circuito del ruido externo, estos realmente se usan casi exclusivamente para asegurarse de que su dispositivo no interfiera con las cosas inalámbricas de sus vecinos.
^^ No dijiste nada sobre un "escenario" ;) Ok, si falta una ferrita, es posible que tengas un ligero zumbido en los micrófonos que estás usando, así como en el anterior. Cuando se utiliza una ferrita, se selecciona específicamente de modo que "absorba" una determinada banda de frecuencias. Si no coincide con la frecuencia ofensiva, es básicamente un trozo de hierro inútil. Si tienes un montón de ellos, sí, quédate con ellos... ¿Por qué no? Es posible que algún día tenga una situación en la que algún cable haga vibrar sus micrófonos, y "tal vez" uno de estos lo arregle. ¿Pero solo usarlos sin una razón específica? Inútil

Respuestas (1)

El propósito de una perla de ferrita alrededor de un par de cables es equilibrar la impedancia de señales no balanceadas como señales VGA y micrófonos y más en el espectro que puede causar interferencia. Al aumentar la impedancia CM, la impedancia diferencial permanece constante mientras se reduce el porcentaje de desequilibrio.

Si bien no se utilizan en la mayoría de los cables HDMI, se implementan a bordo para HDMI en MOBO'S con pequeños estranguladores SMT CM para el rango de VHF/UHF a GHz.

De manera similar, las señales de Ethernet usan un transformador híbrido para separar las señales de dúplex completo que pueden ahogar un CM en un Magjack.

Seleccione los componentes de adaptación de impedancia óptimos de acuerdo con las frecuencias en las que el ruido es un problema, el espacio y el costo.

Los estranguladores CM a menudo tienen un propósito bidireccional tanto para la entrada como para la salida para reducir la diafonía y la radiación no deseada.

La ferrita a menudo tiene un rango útil limitado a 2 décadas de espectro, por lo que el tipo de ferrita, el tamaño y la cantidad de vueltas del conductor tienen un impacto en los resultados. La permeabilidad de la ferrita tiene un amplio rango, por lo que se requiere una selección cuidadosa.

Hola Tony, gracias por la respuesta. Entonces, lo que leí de sus explicaciones es que es casi imposible incluso seleccionar una perla de ferrita coincidente para un cable de un dispositivo con especificaciones desconocidas y que carece de equipo de medición. ¿Podría profundizar un poco más en mis subpreguntas 5 y 6? Con respecto a que si tuviera un cable desequilibrado que posiblemente recibiera alguna interferencia, ¿podría ser perjudicial simplemente colocar un puñado de perlas de ferrita de diferentes tamaños? (Excepto por el aspecto del costo) y ¿conoce algún problema con las conexiones de datos como lo mencionó Andy en el primer comentario anterior?
Las ferritas no funcionan cuando la impedancia diferencial ya es alta, pero el verdadero Xfmr 1: 1 con alta inductancia funciona con f baja y Z alta como Baluns. Los choques SMD CM funcionan bien en UHF y ayudan a reducir la interferencia de ruido SMPS que acopla las rutas de tierra de los sistemas con su propia generación de ruido. Descubrí esto en un ASUS MOBO a un televisor de 54" en HDMI con algo de ruido de pixelación en las zonas de alto contraste que desaparecía cuando ponía mi dedo sobre el diminuto estrangulador CM cuando se usaba un cable largo. Así que sí, más estranguladores CM y RF pequeña Las tapas de derivación a tierra pueden ayudar un poco.Todavía no he visto ningún efecto negativo.
¿En qué tipos de cables tienen un efecto beneficioso las perlas/chokes de ferrita?
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