Un núcleo de ferrita , también llamado 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.
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 una antena: si el dispositivo produce energía de radiofrecuencia , esta puede transmitirse a través del cable, que actúa como un radiador involuntario . En este caso, la perla es necesaria para el cumplimiento normativo a fin de reducir la EMI . Por el contrario, si existen otras fuentes de EMI, como electrodomésticos, la perla evita que el cable actúe como una antena y reciba interferencias de estos otros dispositivos. Esto es particularmente común en cables de datos y equipos médicos. [1]
Las perlas de ferrita de gran tamaño se suelen ver en los cables externos. Además, se utilizan perlas de ferrita más pequeñas en el interior de los circuitos, en los conductores o alrededor de los pines de los componentes pequeños de las placas de circuitos, como transistores, conectores y circuitos integrados .
Las perlas pueden bloquear la energía de radiofrecuencia no deseada de bajo nivel en cables destinados a ser conductores de CC al actuar como un filtro de paso bajo. Por ejemplo, en líneas de transmisión coaxial desequilibradas (como cables de video), el cable está diseñado para contener la señal y las perlas se pueden usar para bloquear la corriente de modo común parásita que utiliza el cable como antena sin interferir con la señal transportada dentro del cable. En este uso, la perla es una forma simple de un balun .
Las perlas de ferrita son uno de los filtros de interferencia más simples y económicos para instalar en cableado electrónico preexistente. Para un anillo de ferrita simple, el cable se enrolla alrededor del núcleo a través del centro, típicamente cinco o siete veces. [ cita requerida ] También hay núcleos con abrazaderas disponibles, que se fijan sin enrollar 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 ceñido, 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. (Sin embargo, aunque cada bucle aumenta la impedancia a frecuencias altas, 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]
Existen perlas de ferrita para montaje en superficie. Como cualquier otro inductor de montaje en superficie, se sueldan en un hueco en la pista de la placa de circuito impreso. Dentro del componente de perlas, una bobina de cable corre entre capas de ferrita para formar un inductor de múltiples vueltas alrededor del núcleo de alta permeabilidad. [4]
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Las perlas de ferrita se utilizan como un filtro de paso bajo pasivo al disipar la energía de radiofrecuencia (RF) en forma de calor por diseño.
Los inductores ideales , por otro lado, no tienen resistencia y, por lo tanto, no disipan energía en forma de calor. Los inductores ideales solo tienen reactancia inductiva , que reduce el flujo de señales de alta frecuencia al devolver parte de su energía hacia la fuente de señal (lo que posiblemente reduce la cantidad de energía consumida) en lugar de disipar esa energía en forma de calor (como lo hace la resistencia en las perlas de ferrita). Si bien la reactancia de un inductor puede denominarse simplemente impedancia , la impedancia generalmente puede ser cualquier combinación de resistencia y reactancia. [ cita requerida ]
La geometría y las propiedades electromagnéticas del cable enrollado sobre el núcleo de ferrita generan una impedancia para las señales de alta frecuencia, lo que atenúa el ruido electrónico EMI / RFI de alta frecuencia . La energía se refleja hacia el cable o se disipa en forma de calor de bajo nivel. Solo en casos extremos el calor se percibe.
Se puede añadir una perla de ferrita a un inductor para mejorar, de dos maneras, su capacidad de bloquear el ruido de alta frecuencia no deseado . En primer lugar, la ferrita concentra el campo magnético, aumentando la inductancia y, por lo tanto, la reactancia, que filtra el ruido. En segundo lugar, si la ferrita está diseñada de esa 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, generalmente 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 relativamente pequeña. Dependiendo de la aplicación, la característica de pérdida resistiva de la ferrita puede ser deseada o no.
Un diseño que utiliza una perla de ferrita para mejorar el filtrado de ruido debe tener en cuenta las características específicas del circuito y el rango de frecuencias que se desea bloquear. Los distintos materiales de ferrita tienen diferentes propiedades en cuanto a frecuencia, y la documentación del fabricante ayuda a seleccionar el material más eficaz para el rango de frecuencias. [3] [5]
