. : New eShop! - Mobilní verze - Pandatron.cz - Pandatron.sk - Diskuzní fórum - Zakázkový vývoj : .
 
Využití feritů v EMI VI – Datové vodiče
23. února 2011 - 7:40 | Pandatron | Využití feritů v EMI VI – Datové vodiče | Komentářů: 0  

Využití feritů v EMI VI – Datové vodiče

Předposlední díl seriálu o využití feritů a feritových materiálů v technice omezení EMI otevírá novou kapitolu, zaměřžující se na datové vodiče a kabelové svazky.

V předchozích dílech seriálu o Využití feritových materiálů v technice EMI jsme si objasnili problematiku kolem stejnosměrného proudu a jeho vlivu na feromagnetické materiály. Stejně tak se si objasnili vznik a techniku potlačení EMI na deskách s plošnými spoji či na napájecích pinech v modulárních systémech. Dnes se zaměříme na potlačení EMI u datových vstupů a na kabelových svazcích.

Filtrování datových vstupů a výstupů
Jedním z nejčastějších a zároveň i nejúčinnějších aplikací feritových odrušovacích materiálů je jejich použití na datových pinech digitálních zařízení. Zde tvoří jakousi bránu mezi silně zarušeným prostředním uvnitř zařízení a okolním světem, zastoupeným například senzorovým obvodem, uživatelským vstupním zařízením apod.

Pěkným příkladem uvedené situace je vyzařování nežádoucí energie z pinů integrovaného obvodu řídicího procesoru (MCU/CPU). Ta se systémem přenáší dál, například na piny obvodu audio kodeku, který ji prostřednictvím připojených vodičů vyzařuje do širokého okolí. Zcela shodná situace je i v případě obyčejné klávesnice a myši u počítače, jejichž propojení je znázorněno na obr. 1.


Obr. 1: Příklad propojení rozhraní řídicího procesoru s externí klávesnicí a myší

Nejhorší na celé situaci jsou právě dlouhé přívodní kabely, které tvoří velice účinnou anténu, vyzařující do prostoru značné množství energie, pocházející ze stíněné case počítače nebo jiného zařízení. Právě v těchto situacích je použití feritových prvků z pohledu EMI velice účinné a při zařazení do série mezi posledním komunikačním obvodem a výstupním konektorem zajišťuje účinnou filtraci. V tuto chvíli se tedy přidržíme výhradně datových pinů a budeme předpokládat, že klávesnice využívá externí zdroj napájení, neboť filtraci napájecích vodičů jsme probrali v minulém díle našeho seriálu.

Vzhledem k tomu, že datová komunikace mezi klávesnicí a myší probíhá na poměrně nízké přenosové rychlosti, mají signály nad 1 MHz v podstatě již nulovou energie. Z toho vyplývá, že mohou být zcela odfiltrovány, aniž by to mělo jakýkoliv vliv na přenášená data.

Na obr. 2 je uveden příklad použití násobného odrušovacího prvku řady CM3032 – Steward (obr. 3).


Obr. 2: Filtrace datových vodičů klávesnice a myši s využitím násobného odrušovacího prvku

Výhodou řady CM3032 je kompaktní provedení a filtrace až 8 datových linek naráz. To samozřejmě vede k minimalizaci počtu součástek a zjednodušuje montáž, především ve srovnání s případem použití samostatných filtrů na jednotlivých datových linkách.


Obr. 3: Feritové odrušovací prvky řady CM3032

Použití feritových kroužků na kabelových svazcích
Vnitřní a vnější kabelové systémy, užívané například v průmyslových nebo počítačových zařízeních, se obvykle chovají jako neladěné anténní systémy. Výsledkem jejich činnosti vyzařování nežádoucí energie, vznikající na vnitřních obvodech zařízení, do vnějšího prostoru v podobě elektromagnetického vlnění. K omezení této činnosti jsou k dispozici feritových korálky, určené přímo pro nasazení či nacvaknutí na celé kabelové svazky. Je přitom lhostejné, zda jde o ploché či kulaté kabely. Jednoduché feritové kroužky zajišťují vždy levné řešení k utlumení vysokofrekvenčních proudů ještě dříve, než mohou být vyzářeny jako EMI.


Obr. 4: Charakteristický průběh impedance CM3032

Klasický nestíněný kabelový svazek vyzařuje EMI kvůli společnému potenciálu aktivních signálů a nežádoucího rušení, které je přítomné na jednotlivých měděných vodičích. To je charakterizováno jako vysokofrekvenční proudy se shodnou fází, které tečou ve stejném směru podél všech vodičů v kabelu, jak je uvedeno na obr. 5.

Tato energie indukuje kolem každého vodiče odpovídající magnetické pole s danou velikostí a směrem toku. Zde umístěné kabelové feritové kroužky mají za cíl snížit velikost těchto proudů, přičemž využívají techniku pohlcení magnetického pole a jeho přeměny na tepelnou energii. Z hlediska chování dvou koncových elektrických zařízení, feritové kroužky představují ztráty na velké impedanci společných vodičů. Díky společnému potenciálu se feritové kroužky používají obvykle na celou skupinu vodičů.


Obr. 5: Aplikace feritového kroužku na kabelový svazek

Vnitřní kabelové svazky
Omezením EMI na kabelových svazcích uvnitř zařízení můžeme snížit náklady a potřebu celkového stínění vnějších kabelových svazků. Běžně dostupné feritové odrušovací prvky pro kabelové systémy lze aplikovat na vnitřní napájecí vodiče, kterými protéká stejnosměrný (DC) či střídavý proud (AC), nebo analogové či digitální signály. Možným řešením je rovněž použití násobných odrušovacích prvků přímo na PCB. Například již zmíněná řada CM3032 je vhodnou alternativou pro feritové kroužky na interní ploché kabely v případě, kdy je tento kabel veden nejkratší možnou cestou přímo na desku s plošnými spoji.

Vnější kabelové svazky
Výrobci OEM (Original Equipment Manufacturer) systémů využívají feritové kroužky nejčastěji na externích napájecích a datových kabelech u centrální procesorové jednotky (CPU), monitoru, klávesnice, tiskárny a dalších periferních zařízeních. Obvykle poměrně dlouhé napájecí a datové kabely u těchto zařízení působí jako účinné anténní systémy, šířící elektromagnetické vlny do širokého prostoru. Použitím EMI potlačujících prvků na těchto kabelech umožňuje snížit požadavky na vnější stínění. Tím se samozřejmě ve většině aplikací snižují i náklady na kabelové svazky a tudíž i výrobní náklady.

V příštím, již posledním díle seriálu o Využití feritů v EMI na toto téma dále navážeme a zaměříme se na výběr konkrétních typů feritových materiálů pro dané situace.

Zdroj: Laird Technologies







GooglePlus1 FaceBook Twitter del.icio.us DiGG Google StumbleUpon Google Buzz Email RSS PDF Tisk

Komentáře:
Název příspěvku: Vaše jméno: host
                 
  Zakázat formátování [Zakáže kódování a nahrazování smajlíky.]
Připojit soubory
reklama:
M75 QUECTEL
Dual-Band GSM modul provedení SMD, pouze pro SMS služby
Termín nepotvrzen od 275 Kč

Informace uvedené v článcích jsou platné v době jejich vydání a samotné články jsou určeny pouze jako zdroj informací. Autor článku ani správce webu nenesou žádnou zodpovědnost za případné újmy na majetku a zdraví. Názvy společností a výrobků, loga a další multimediální materiál mohou být ochrannými známkami příslušných společností.
RSS kanály: | |
+420 723 846 377
info@pandatron.cz
Všechna práva vyhrazena | mobilní verze | © Copyright 2000 - 2016 ISSN 1803-6007