nabend Ich bekomme hier immer wieder an den Kopf geworfen, ich solle Ferritperlen verbauen. Nur was ist jetz so eine Ferritperle genau? wie verhält sie sich? Wikipedia schreibt dazu "Ferritkerne, durch welche Leiter geführt werden, wirken wie eine Drossel mit geringer Induktivität." Das klingt, als würden wir hier einfach von einem Bauteil sprechen, das durch L komplett charakterisiert ist. Allerdings gibt es dann auch noch den Artikel über SMD-Ferrite. Hier wollen die Jungs das Ding über eine LRC-Parallelschaltung modellieren. Mir wird die Verwendung der Ferritperlen oft geraten, um damit einen Tiefpass für Audioanwendungen zu bauen (zum Beispiel in Verbindung mit einem Kondensator). Da wäre natürlich eine Modellierung als konstantes L sehr angenehm. Wenn ich bei den Händlern schaue, werden die Perlen über ein oder zwei charakteristische Impedanzen (bei 25MHz und/oder bei 100MHz) angegeben. Außerdem gibt's bei SMD-Bauteilen noch einen sehr geringen Widerstandswert dazu - ich schätze mal, das ist bei Gleichstrom. Was mache ich jetzt mit diesen Größen? Wie dimensioniere ich meinen Ferritperle-C-Tiefpass?
>Wie dimensioniere ich meinen Ferritperle-C-Tiefpass?
Überhaupt nicht, denn dafür sind sie nicht gedacht.
Ferritperlen betehen aus Ferriten mit ziemlich hohen
Hochfrequenzverlusten und deshalb steigt ihre Impedanz in Richtung sehr
hoher Frequenzen nicht mehr sehr an und wird zusehend ohmsch.
Bei niedrigen Frequenzen bis zu einigen MHz kannnst du überschlägig
einen Al-Wert von etwa 600nH annehmen.
Das kommt auf die Obergrenze des erwünschten Signalspektrums an, Je höher das µ_r des Ferrits desto tiefer liegt die Grenzfrequenz. Mit der halben Windung darf man aber keine Wunder erwarten, das fängt irgendwo zwischen Kurzwelle und UKW an. Besser für niedrigere Grenzfrequenzen sind z.B. T-förmige LC-Tiefpässe z.B. von Murata http://www.farnell.com/datasheets/127219.pdf
Hallo, ein paar grundsätzliche )nfos zum Einsatz von Induktivitäten: Beitrag "Re: Welche Spule?" > A. S. schrieb: > Mir wird die Verwendung der Ferritperlen oft geraten, um damit einen > Tiefpass für Audioanwendungen zu bauen Ferrtiperlen und Audioanwendungen passt nicht zusammen. Man sollte schon so ungefähr eine Ahnung haben, warum men irgend welche BE einsetzt. >(zum Beispiel in Verbindung mit > einem Kondensator). Da wäre natürlich eine Modellierung als konstantes L > sehr angenehm. "Ferritperlen" sind Dämpfungsferrite für den Einsatz gegen HF-Störungen. Solche als "Audiofilter" einsetzen so wollem, ist ziemlicher Nonsense. > Was mache ich jetzt mit diesen Größen? Gar nix. > Wie dimensioniere ich meinen Ferritperle-C-Tiefpass? Was hast du überhaupt vor? Gruß Öletronika
U. M. schrieb: > Was hast du überhaupt vor? ich hatte ursprünglich vor, einen Kopfhörerverstärker mit differenziellen Eingängen zu entwerfen. Mir wäre aber wichtiger, das Bauteil quantitativ zu verstehen. Eure meisten Aussagen waren wieder eher qualitativ. Ich habe also bisher kapiert, dass so ein Ding nichtlinear ist. Zuletzt wurde mir für den Verstärker beispielsweise folgendes empfohlen: > Es wären noch Widerstände (oder Ferriteperlen) zum Eingang hin sinnvoll, > damit man mit C1 einen Tiefpass im unteren MHz Bereich hat, um HF > Störungen fern zu halten und weniger Radiosignale zu empfangen. Der angesprochene C1=220pF hat die beiden differentiellen Eingänge (eines Kanals) verbunden. Ansonsten war's eine Diffamp-Lehrbuchschaltung. Mit einem "R-C1"-Glied ließen sich also klassische Tiefpässe bauen. Wenn ich euch richtig verstehe, ist das mit "Ferrit-C1" also nicht möglich? Die angesprochenen 600nH genügen nicht, um das Ganze einfach als LC-Filter zu verstehen und dann einen Tiefpass im "unteren MHz"-Bereich auszulegen.
>Die angesprochenen 600nH genügen nicht
Nun ja, wenn du die Perle als Ringkern ansiehst und 10 Windungen dünnen
CuL draufwickelst, bist du schon bei 60µH.
Das ist aber wirklich nur ein Pi*Daumen-Wert.
Ein Ferrit hat eine Spezifikation, siehe Datenblatt zB bei Murata, zB zb bei Yokagawa. Und hat mit einer Spule eigentlich wenig zu tun. Denn man kann damit keinen Schwingkreis bauen. Die Impedanz verhaelt sich im unteren Teil, welche aber bis 1GHz gehen kann wie eine induktivitaet, zu nehmend. Und obendran kapazitiv, abnehmend. Aber beide Male mit einer stark ohmschen, aber frequenzabhaengigen Komponente.
Weshalb man das Teil auch bei Audio benutzen kann : Eingaenge gegen RF immun machen. Das ist nicht einfach so gegeben.
Hallo aber welchen (und wieviel) Ferritperlen nehme ich jetzt um ein Arduinobord (eine Digitalschaltung, ein Verstärker, ein...) HF Fest zu machen und die von Zuleitungen abgestrahlte Störstrahlung auf die Werte der Vorschriften (oder besser ) zu begrenzen ? Als Bastler mit viel gesammelten Material probier ich es einfach aus (zumindest was die HF Festigkeit angeht), aber wenn kein großer Fundus vorhanden ist muß es doch eine sinnvollere Lösung geben als einfach auf Verdacht zu kaufen. Wie machen es die "kleinen" Profis - bei den meisten Firmen arbeitet ja kein Heer von E-Technik Ingenieuren, wenige oder sogar nur ein einzelner Entwickler ist oft der Standard - und wenn dieser Entwickler nun kein EMV Spezialist ist bzw. keine jahrelange Praktische Erfahrung hat ? Es muß doch nachvollziehbare und belegbare Berechnungsgrundlagen / Werte geben ?! "Ich nehme diese Ferritperle (Spule) und jene Kondensatoren - das klappt dann auch meistens" von einen ehrfahrenen (Hobby) Kollegen ist ja keine ernst zu nehmende Grundlage - auch wenn das Problem damit gelöst wird. Praktiker
>"Ich nehme diese Ferritperle (Spule) und jene Kondensatoren - das klappt
dann auch meistens" von einen ehrfahrenen (Hobby) Kollegen ist ja keine
ernst zu nehmende Grundlage.
doch ist es. Darauf aufbauend kann man ja selbst Versuche und
Simulationen starten...
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Okay, irgendwie wird das so nichts. Sehen wir mal an, was ich bisher verstanden habe: Könnt ihr mir, vielleicht zum Verständnis, beim Blick auf das Datenblatt dieses Teils helfen? www.tme.eu/de/details/rrhl35-114-8t52/ferritperlen/richco Ich sehen Verläufe von Impedanzen, also so etwas wie R(f). Ist das Bauteilverhalten damit komplett modelliert? Ist die Perle damit also doch linear? Und gibt's keine Phasenverschiebung? Also schalte ich die Perle z.B. in Reihe mit einem konstanten Widerstand R0 gegen Masse (Spannungsteiler). Dann habe ich zum Verbindungspunkt ein Übertragungsverhalten gemäß R0/(R0 + R(f)) ? Christoph Kessler (db1uq) schrieb: > Besser für niedrigere Grenzfrequenzen sind z.B. T-förmige LC-Tiefpässe > z.B. von Murata http://www.farnell.com/datasheets/127219.pdf Kurz noch zu deinem Vorschlag: Warum ist das besser? Was sind die Vorteile? oder anders: Welche Frequenzen möchte ich denn überhaupt dämpfen? Wo liegen die bösen Radiobereiche?
A. S. schrieb: > Welche Frequenzen möchte ich denn überhaupt dämpfen? Wo liegen die bösen > Radiobereiche? Tja, das kann nur der Designer der Schaltung beantworten, also Du. Schau Dir eine Frequenzbelegungstabelle an und sage mir wo es den KEIN HF Störer gibt. Die Frage ist welcher macht Dir Probleme und wie stark musst Du die bedämpfen um noch ein akzeptables Nutzsignal zu erhalten. Audio bewegt sich im 2stellgen Khz Bereich, Ferritperlen wirken erst im Mhz Bereich. Was Du im Audio hörst sind 'nur' die HF Störungen die durch PN Übergänge gleichgerichtet wurden und das Audio Signal anheben, oder aber Schaltungsteile zu Eigenschwingungen anregen. Generell kannst Du keine Frequenz abschwächen ohne auch alle anderen abzuschwächen, Phasenzuverschieben etc. Das ist immer ein Spiel aus Nutzsignal, Störung und hinzunehmenden Einschränkungen. Im Zweifelsfall bringt Filtern alleine Dich auch nicht weiter. Die Störung kommt ja nicht nur brav über die Zuleitungen, sondern strahlt direkt in die Schaltung, kommt als magnetisches Feld daher oder F*ckt Dich sonstwie ins Knie. Ein 5mm Loch im Gehäuse ist für die richtige Frequenz ein RCL Glied. Ein einfaches Kochrezept gibt es dafür nicht. Du kannst 10 Jahre in dem Bereich arbeiten und trotzdem noch jeden Tag dazulernen. Was für die eine Frequenz ein Filter ist, ist für die andere ein Schwingkreis, eine Antenne oder unsichtbar, oder, oder ... Praktiker schrieb: > "Ich nehme diese Ferritperle (Spule) und jene Kondensatoren - das klappt > dann auch meistens" von einen ehrfahrenen (Hobby) Kollegen ist ja keine > ernst zu nehmende Grundlage - auch wenn das Problem damit gelöst wird. Haha, der war gut. Verbringe genug Zeit im EMI Labor, dann wird Dir klar, das dem ganzen zwar eine exakte Physik zugrunde liegt, aber die Parameter oft so komplex und im Detail unbekannt sind, das es ohne qualifiziertes Ausprobieren oft nicht geht. A. S. schrieb: > Ist das Bauteilverhalten damit komplett modelliert? Keine Ahnung. Ist Deine Leiterbahninduktivität, deren Widerstand und Kapazität zu 273 Nachbarpotentialen modelliert ? Ganz Platt: Eine Ferritperle ist eine Induktivität wie jede andere auch. Mit R & C & L Anteil, d.h. Frequenzabhängig und mit Verlusten. Wie jede andere Induktivität auch sucht man sich die passende zu dem richtigen Problem. Genauer gesagt: Es gibt gar kein Bauteil in der Elektronik, inklusive Drahtbrücken und Leiterbahnen, die nicht RCL wären. Wie immer: Ohne das Problem zu kennen macht es keinen Sinn an einer Lösung zu arbeiten.
knoelke schrieb: > Ohne das Problem zu kennen macht es keinen Sinn an einer Lösung zu > arbeiten. du kennst meine Problembeschreibung. Aber gerne nochmal: Ich möchte einen Kopfhörerverstärker bauen, der sich keine HF-Störsignale einfängt. Mehr als dieses Requirement habe ich auch nicht, weil mir schlicht die Erfahrung fehlt, was das für Störsignale sind, wo im Spektrum sie liegen und welche Auswirkungen sie auf mein Klangbild haben. Die Anforderung ist hier im Forum aufgekommen. knoelke schrieb: > Was Du im Audio hörst sind 'nur' die HF Störungen die durch PN Übergänge > gleichgerichtet wurden und das Audio Signal anheben, oder aber > Schaltungsteile zu Eigenschwingungen anregen. Warum wurden mir dann hier im Forum die Ferritperlen AM SIGNALEINGANG empfohlen? Oder kann sich eine Zuleitung auch etwas antennenmäßig einfangen? knoelke schrieb: > A. S. schrieb: >> Ist das Bauteilverhalten damit komplett modelliert? > > Keine Ahnung. Ist Deine Leiterbahninduktivität, deren Widerstand und > Kapazität zu 273 Nachbarpotentialen modelliert ? ich wollte eher wissen, ob das Datenblatt vollständig ist und ob ich es richtig verstanden habe. Deswegen das Beispiel oben mit dem Spannungsteiler.
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Die Ferriteperlen sind kleine Induktivitäten. Durch den Aufbau und das übliche Material hat man im Ersatzschaltbild eine RLC Kombination mit relativ geringer Kapazität und stark gedämpfter Resonanz. Der Impedanzverlauf gibt schon das Verhalten fast vollständig wieder - im Prinzip gibt es dazu noch einen Phasengang, der aber nicht unabhängig ist und sich im Prinzip über die Kramers-Kronig Relationen ergibt. Für die HF Filterwirkung ist die Phase aber auch nicht so wichtig. Ja es gibt beim Filter mit Ferriteperle einen Phasengang, aber im Audiobereich tut sich da noch nichts, da bewirkt eine Induktivität im < 1 µH Bereich fast nichts. Im Vergleich zu anderen Spulen beleibt die Impedanz auch bei sehr hohen Frequenzen bis in den GHz-Bereich durchgängig hoch, so dass sich damit gut HF-filter bauen lassen, um auch Signale wie die vom Handy oder Dect Telefon zu dämpfen. Die Ferriteperlen alleine sind aber noch keine Gewähr das die HF Störungen nicht durch kommen, es kommt halt auch auf Layout, Art der Kondensatoren und Gehäuse, Kabel an. So ganz einfach berechenbar ist das Verhalten nicht - nicht umsonst braucht es die Messungen im HF Labor und ggf. auch da Nachbesserungen durch gezieltes Probieren, selbst bei Professionell entworfenen Schaltungen. Gerade Handys sind da ganz schön heftige HF Quellen, die dazu auch noch so moduliert sind, dass man davon was hört, wenn das an irgendeinem PN Übergang demoduliert wird.
Hallo, > A. S. schrieb: > du kennst meine Problembeschreibung. Aber gerne nochmal: Ich möchte > einen Kopfhörerverstärker bauen, der sich keine HF-Störsignale einfängt. dazu braucht man keine Ferritperlen. Eine vernüftige Schaltung hat eh nur eine Bandbreite, die kaum über 25...30kHz geht. Um höhere Freuqnzen zu unterdrücken, nimmt man einen eher langsamen aber dafür möglichst rauscharmen OPV. In den Eingangsbeschaltungen setzt man RC-Tiefpässe, die sich sich auf Grund liearem Frequenzverhalteh leicht berechnen lassen. Ansonsten ist ein Auch ein kompakter Aufbau, eine korrekte Masseführung und eine konsequentze Schirmung der empfindlichen Leitungen am Eingang ein Garant für störungsfreie Wiedergabe. Gruß Öletronika
U. M. schrieb: > Eine vernüftige Schaltung hat eh nur eine Bandbreite, die kaum über > 25...30kHz geht. Um höhere Freuqnzen zu unterdrücken, nimmt man einen > eher langsamen aber dafür möglichst rauscharmen OPV. Das bringt nichts. Viel wirksamer ist folgendes: Schaltung in ein Blechgehäuse einbauen und alle Leitungsdurchführungen mit einem Durchführungskondensator versehen.
Hallo, eine Ferritperle (=Bead) ist immer ein Mittel zweiter Wahl, nach einem guten Layout und einer sauber ausgelegten Schaltung. Das Schöne an Beads ist der ohmsche Anteil. Ohmsch ist immer gut, weil das Störungen absorbiert. Das Ding verhält sich wie folgt: Bei der angegebenen Frequenz (Beispiel: 600Ohm bei 100MHz) kann man das Beads als 600E-Widerstand betrachten. Bei kleinen Frequenzen ist es induktiv, da wirkt sie wie eine Spule mit kleiner Induktivität. Das kann man oft direkt aus dem Datenblatt entnehmen. Beispiel (typical impedance characteristics): http://katalog.we-online.de/pbs/datasheet/742792796.pdf Bei 1MHz ist das Ding eine Drossel mit ungefähr 3µH, bei 100MHz ein R mit 1k und geringfügigem induktiven Anteil. --> DC kann ungebremst durch --> HF sieht einen hohen ohmschen Anteil Damit das wirkt, muss manchmal danach ein C gegen Masse rein. ein klassischer TP halt. Das hängt aber immer von der Quell- und Zielimpedanz ab, die man bei der EMV leider selten kennt. Manchmal muss man bei kleine Frequenzen aufpassen, dass die Perle kein Schwingkreis mit dem Kondensator baut. Bei meinem Beispiel muss man aufpassen, weil es bei z.B. 1MHz eine Drossel mit recht hoher Güte ist.
A. S. schrieb: > du kennst meine Problembeschreibung. Aber gerne nochmal: Ich möchte > einen Kopfhörerverstärker bauen, der sich keine HF-Störsignale einfängt. Das ist jetzt Deine Beschreibung, oder kommt da noch was ? Vom technischen Standpunkt ist das nämlich mehr als dürftig und beschreibt eher Deine diffuse Angst vor einem irgendwie gearteten HF Problem als das Problem an sich. A. S. schrieb: > Warum wurden mir dann hier im Forum die Ferritperlen AM SIGNALEINGANG > empfohlen? Weil Störungen die erst mal in der Schaltung sind niemals wieder daraus zu entfernen sind und immer weitere Kreise ziehen. Der Signaleingang ist eine besondere Schwachstelle aber bei weitem nicht die einzige. Davon abgesehen solltest Du nicht alles glauben was in Foren geschrieben wird. A. S. schrieb: > Oder kann sich eine Zuleitung auch etwas antennenmäßig einfangen? Nee, da steht ein Stoppschild: 'Ab hier Durchfahrt für Störungen verboten.' Hallo ? Da fehlt ja wirklich alles an Theorie über EMV, EMI, ESD, HF im allgemeinen. DAS ist das eigentliche Problem und nicht das gefussel von Anfang. Bau Deinen Verstärker und bekomme den so zum laufen das nicht Dein grundsätzliches Design, Dein Layout und Deine Bauteilauswahl bereits das Problem sind. Je kleiner und kompakter das Layout um so größer muß die Frequenz sein damit Leiterbahn x noch Lambda/4tel lang ist. Baue keine Schleifen, halte die umspannten Flächen gering und lese die einschlägige Literatur zu EMV gerechten Leiterplattenlayout. Das Du überhaupt HF Probleme bekommst ist so nicht sehr wahrscheinlich und wenn dann wahrscheinlich von einem Störer der so stark ist (DECT / GSM) das keine Filtermaßnahme mehr ausreicht. Wenn es Dich glücklich macht verwende ordentlich viele 'angst' Bauteile und hoffe das die nicht viele Probleme überhaupt erst verursachen.
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