Zweck der magnetischen Ringinduktivität

Die von elektronischen Geräten ausgesendeten und austretenden elektromagnetischen Wellen beeinträchtigen nicht nur ernsthaft den normalen Betrieb anderer elektronischer Geräte, was zu Gerätestörungen und Übertragungsfehlern führt, sondern stellen auch eine große Bedrohung für die menschliche Gesundheit und Sicherheit dar. Daher ist die Reduzierung elektromagnetischer Störungen (EMI) elektronischer Geräte zu einer notwendigen Überlegung geworden. Absorbierender Magnetring, auch Ferrit-Magnetring genannt, abgekürzt Magnetring. Es ist eine häufig verwendete Anti-Interferenz-Komponente in elektronischen Schaltkreisen, die eine gute Unterdrückungswirkung auf hochfrequentes Rauschen hat. Es besteht im Allgemeinen aus Ferritmaterial (Mn-Zn).

Der Magnetring weist bei unterschiedlichen Frequenzen unterschiedliche Impedanzeigenschaften auf, und bei niedrigen Frequenzen ist die Impedanz im Allgemeinen sehr klein. Wenn die Signalfrequenz zunimmt, steigt die Impedanz des Magnetrings stark an.

Wie wir alle wissen, ist die Abstrahlung umso einfacher, je höher die Signalfrequenz ist (um ein hochwertiges Computergehäuse zu kaufen, ist es auch notwendig, die elektromagnetische Streuung zu reduzieren). Im Allgemeinen haben Signalleitungen keine Abschirmschicht, sodass diese Signalleitungen zu guten Antennen für den Empfang verschiedener chaotischer Hochfrequenzsignale in der Umgebung werden. Diese Signale überlagern sich mit den ursprünglich übertragenen Signalen und verändern sogar die ursprünglich übertragenen Nutzsignale. Unter der Wirkung des Magnetrings können normale und nützliche Signale gut passieren und hochfrequente Störsignale effektiv unterdrückt werden, und die Kosten sind gering.

Daher ist es nicht verwunderlich, dass man klumpenförmige integrierte Magnetringe aus Kunststoff auf Display-Signalkabeln, USB-Verbindungskabeln und sogar High-End-Tastaturen und -Mäusen sehen kann. Wenn das gesamte Kabelbündel durch einen Ferrit-Magnetring geführt wird, entsteht eine Gleichtaktdrossel, und das Kabel kann bei Bedarf auch mehrere Windungen auf den Magnetring gewickelt werden. Je mehr Windungen vorhanden sind, desto besser ist die Unterdrückungswirkung bei Störungen mit niedrigeren Frequenzen, während die Unterdrückungswirkung bei Rauschen bei höheren Frequenzen umso schwächer ist. In der praktischen Technik sollte die Anzahl der Windungen des Magnetrings anhand der Frequenzeigenschaften des Störstroms angepasst werden. Wenn das Frequenzband des Störsignals breit ist, können normalerweise zwei Magnetringe mit jeweils unterschiedlicher Windungszahl auf dem Kabel angebracht werden, wodurch hochfrequente und niederfrequente Störungen gleichzeitig unterdrückt werden können. Aus dem Wirkungsmechanismus der Gleichtaktdrossel geht hervor, dass ihre Interferenzunterdrückungswirkung umso offensichtlicher ist, je größer ihre Impedanz ist. Die Impedanz der Gleichtaktdrossel ergibt sich aus der Gleichtaktinduktivität Lcm=jwLcm. Aus der Formel ist nicht schwer zu ersehen, dass für eine bestimmte Rauschfrequenz gilt: Je größer die Induktivität des Magnetrings, desto besser. Dies ist jedoch in der Realität nicht der Fall, da sich auf dem eigentlichen Magnetring parasitäre Kondensatoren befinden, die parallel zur Induktivität liegen. Bei hochfrequenten Störsignalen ist die kapazitive Reaktanz des Kondensators klein, was die Induktivität des Magnetrings verkürzt und die Gleichtaktdrossel unwirksam macht.