Como selecionar um bom cordão de ferrite

Estou construindo um projeto USB e quero usar um cordão de ferrite no trilho USB 5V. Estou à procura de 1206 contas de ferrite. Como selecioná-los corretamente? Qual impedância a 100 MHz é boa?

As esferas de ferrite são usadas como componentes de um filtro passa-baixo para limitar a quantidade de energia de alta frequência que sai de um gabinete de circuito ou chassi. Para frequências CC a baixas, você deseja selecionar uma ferrita que tenha uma capacidade de carga igual ou superior à corrente de carga que você espera passar por ela. Como parte dessa seleção, selecione também para uma resistência CC pequena o suficiente para que a queda de tensão nessa resistência devido à corrente de carga passante não arraste a tensão de saída além de um nível que você achará aceitável.

Para a parte de alta frequência, é necessário considerar a aparência dos cabos que saem do sistema em termos de impedância característica ou impedância de terminação. Essa será a impedância de que qualquer corrente de RF emitida proveniente da sua unidade desenvolva uma queda de tensão e crie sinais de interferência. Quando você coloca um cordão de ferrite no caminho do sinal em que sai da unidade, sua impedância na frequência de RF emitida forma um divisor de tensão com o cabo externo ou impedância de terminação. Você deseja determinar a quantidade de atenuação necessária no sinal de RF emitido para manter os sinais de interferência externa no local onde eles devem estar (legal e / ou funcionalmente necessário). Selecione a impedância de ferrite para que o efeito do divisor de tensão que eu descrevi forneça a quantidade de atenuação necessária.

Agora deve ser óbvio por que pode ser tão útil manter o cabo externo e / ou a impedância de terminação o mais baixo possível. Fica muito alto, a impedância do cordão de ferrite precisa ficar extremamente alta na frequência de RF em questão para obter uma atenuação significativa.

A necessidade de atenuação de RF nos sinais que saem de um gabinete do produto pode ser necessária, mesmo que não seja o esperado. Se o seu dispositivo tiver um oscilador, um microcontrolador ou outra outra lógica com tempos de subida / descida rápidos, você terá potencial de RF gerado dentro do produto. Isso pode até ocorrer no circuito de fonte de alimentação de comutação de alta frequência.

A aprovação da agência necessária para a capacidade de vender seu produto em qualquer país ou região em particular especificará os níveis legais de emissão permitidos. Como eu não conheço seu produto, como ele foi projetado ou quais são os requisitos legais locais, seria difícil recomendar um filtro específico para você. Minha esperança era que minha resposta lhe desse algumas idéias de como você pode avaliar por si mesmo.

Muitas vezes, engenheiros ou projetistas de circuitos procuram métodos fáceis para determinar uma resposta à pergunta "Meu produto passará na certificação"? A única maneira de garantir é testá-lo. Esteja ciente de que mesmo em um local de teste certificado, pode haver alguma variação no que é visto e observado para qualquer execução de teste específica que é repetida em outro momento com o mesmo equipamento. Por esse motivo, é a melhor estratégia para que os limites de emissões do seu produto estejam bem abaixo dos limites legais para permitir que a variação ainda seja aceitável.

É possível usar uma bobina de núcleo de ar conectada a uma sonda de osciloscópio como uma sonda sniffer dentro e ao redor do seu produto e da placa de circuito para ter uma idéia do que você pode enfrentar. Lembre-se de que essas medições são úteis principalmente apenas como uma comparação relativa entre uma condição inicial e um período posterior depois de tentar alguma alteração. Mais sobre isso abaixo.

Para as pessoas que são relativamente novas nos requisitos para testes e certificação de agências, recomendo usar os serviços de um laboratório especial desde o início. (Observe que geralmente é necessário um laboratório, de qualquer maneira, porque a maioria das empresas menores não possui o equipamento e o ambiente necessários para realizar as verificações de certificação. Algumas empresas maiores possuem os recursos e equipamentos e optam por se autocertificar).

Para o primeiro temporizador, passar por uma sequência de teste em um produto em um laboratório pode ser uma experiência de aprendizado incrível se você for com o produto e trabalhar lado a lado com os engenheiros do laboratório. Você aprenderá muito sobre quais são os requisitos reais para a classificação do seu produto e como o teste é realizado. Se houver problemas, você também pode aprender sobre algumas das estratégias de mitigação usadas. Com essa experiência, você poderá configurar algumas ferramentas simples que você pode usar em seu laboratório para verificar seu produto de maneira relativa e verificar se há pontos quentes e vazamentos de emissões. Essas ferramentas permitem que você faça comparações relativas e não as absolutas, como seriam necessárias para os testes e relatórios de certificação reais.

Em vez de tentar recomendar ferramentas específicas, sugiro pesquisar alguns livros sobre testes de agências e os processos usados.