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Hallo zusammen,
ich experimentiere ja jetzt schon länger mit Ferriten über LAN Kabel.
Hier einige Konstruktionen die schon vor meiner aktiven Zeit im OEM gefertigt wurden:
Werden die Ferrite (als Klappferrite oder als Röhren) nur hintereinander auf das Kabel gesetzt, erreicht man nicht die Wirkung die man benötigt, da über die Länge des Kabels überall Modenkonvertierung realisiert wird (auch ohne Kurven nd Knicke).
Hier eine Variante davon, die ich ja vermessenen habe:
Gemessen ist das hier nachzulesen: https://ethernet-sound.com/das-drosselkabel-minimierung-der-gleichtaktstoerungen-auf-dem-letzten-meter/#Messungen-2
Das Störungsmuster, das bekämpft werden muss ist doch auch bekannt und sieht so aus:
Was durch das Drosselkabel recht passend bekämpft wird mit folgendem Ergebnis:
Und durch die Kurven bei dem Ferritring wird auch nicht das Differentialsignal immens verschlechtert:
Ohne Drossel und Ferrite:
Mit Drossel und engen Kurven sogar bessere Jitter Werte:
Zum vergleich das Differntialsignal das OLD6000 mit kurzem CAT7 Kabel gemessen:
Also ich bin mit dem Drosselkabel bzgl. Wirkung klanglich und auch Messtechnisch recht zufrieden 😉
Beste Grüsse,
Eric
Hallo Matthias
Also ich kann Haribo folgen, und er hat auch nicht Unrecht. Deshalb habe ich später darauf hingewiesen, das LF + HF Kerne nicht unmittelbar nebeneinander liegen sollen. Dadurch verändert sich die Güte, durch die Kabelparameter dazwischen. Der genannte Effekt wird also kleiner.
Max hat nicht Unrecht, bei Ferrit werden 2 Eigenschaften selten genannt.
- Nicht die Dicke, sondern die Länge des Kerns, ist entscheidender. Länger = besser. Kann man sich in der Würth Simulation ja mal ansehen, Maße sind ja angegeben.
- Ein Klappferrit hat zwangsläufig einen Luftspalt zwischen den beiden Klapp-Hälften. Dies verringert dessen Wirkung. Ein ab Werk geschlossener Ring/Kern/Hülse ist da im Vorteil .
Nebenbei erwähnt fiel mir wieder ein, das z.B die Firma Lexicon so ihre Schaltnetzteile entstört. Das abgehende Kabel ist mehrmals durch eine geschlossene, sehr lange Ferrithülse gefädelt.
Gruß
Stephan
Hallo in die Runde,
@Matthias
vielen Dank für das Zitat von User Haribo:
“Wenn man mehrere Ferrite auf einer Leitung anbringt, kann man Ferrite für den unteren Frequenzbereich nicht einfach mit Ferriten für den hohen Frequenzbereich kombinieren oder anders ausgedrückt, die Auswahl der Ferrite ist nicht ganz einfach. …
dem Thema sollten wir nach gehen.
Fast alle Konstruktionen hier im Thread bestehen aus 2 oder mehr unterschiedlichen Kernen.
Wurde das oben bei der Auswahl der unterschiedlichen Kerne berücksichtigt ?Werden die Ferrite (als Klappferrite oder als Röhren) nur hintereinander auf das Kabel gesetzt, erreicht man nicht die Wirkung die man benötigt,
einerseits klar, die Anzahl Windungen gehen quadratisch in die Induktivität ein.
Anderseits ist das Ferrit-Material wichtig, welches hattest Du bei den Röhren verwendet ?
Bei mehreren Windungen kommen Effekte wie Biegeradius und kapazitive Kopplung zwischen den Windungen ins Spiel ?@Stephan
Also ich kann Haribo folgen, und er hat auch nicht Unrecht. Deshalb habe ich später darauf hingewiesen, das LF + HF Kerne nicht unmittelbar nebeneinander liegen sollen. Dadurch verändert sich die Güte, durch die Kabelparameter dazwischen. Der genannte Effekt wird also kleiner.
theoretisch kann ich Haribo auch grob folgen.
Zitat von User Haribo:
Ferrite sind in ihrem unteren Frequenzbereich induktiv, im optimalen Wirkfrequenzbereich haben sie hauptsächlich eine reellen Widerstandsanteil, um im oberen Frequenzbereich einen reellen und kapazitiven Anteil aufzuweisen.
Nimmt man nun einen Ferrit für den unteren Frequenzbereich, so hat dieser in dem für ihn hohen Frequenzbereich einen kapazitiven Anteil, während der Ferrit für den hohen Frequenzbereich noch induktiv sein kann. Kapazitive und induktive Anteile sind Blindwiderstände mit unterschiedlichen Vorzeichen und können sich somit teilweise gegenseitig aufheben. Das bedeutet, wenn du nun diese Ferrite kombinierst, haben die beiden Ferrite in einem Frequenzbereich weniger Dämpfung als die einzelnen Ferrite allein aufweisen und bei ungünstiger Wahl ist dies recht deutlich. Man muss also die Ferrite so auswählen, dass dieser Effekt nicht so ausgeprägt ist. Das ist nicht einfach …
sehr interessant,
die Addition von kapazitiven und induktiven Anteilen sollte unabhängig vom Abstand erfolgen ?
Wurden sinnvolle Abstände zwischen den unterschiedlichen Kernen genannt ?
Oder sind Breitbandkerne deshalb doch im Vorteil ?Grüße
MaxHallo Max
Es gibt ja leider keine wirklich breitbandigen Kerne. Die Nanocrystal sind schon die breitbandigsten, dafür wurden sie erfunden. Einen Ring daraus hatte Eric ja gemessen. Soweit ich noch weiß aber mehr im Bereich 1-25 Mhz betrachtet. Man mag mich korrigieren, wenn dem nicht so war.
Mir ist noch eine nicht unwichtige Eigenschaft von den Ferrit-Clips eingefallen. Deren Addition. Im OEM waren Messungen davon zu sehen. Mehr Kerne = Mehr Wirkung, logisch. Aber 2 wirken doppelt so stark wie einer, danach aber dann 4, 8, 16 usw. Also 9 Kerne wirken kaum stärker als 8. Beim Fädeln hingegen verstärkt sich dessen Wirkung mit jeder zusätzlichen Wicklung. Es wirkt linearer mit der Menge. Hat aber den Nachteil, das die Dämpfungskurve eine Art Buckel erzeugt, sieht man schön in den Datenblättern 1 Windung vs 2 Windungen. Trifft der Buckel unsere Wunschfrequenz, wofür man sein Wirkmaximum aber höher auswählen muss, da fädeln dies nach unten verschiebt, erreicht man einfach höhere Dämpfungen als mit vielen Einzelkernen.
Zur Impedanz-Veränderung von selbstgebauten Drosselkabeln aus Einzelpaaren, die gefädelt werden: Ich umwickel jedes Paar nochmal stramm mit Teflonband. So kann sich ihr Abstand nicht stark verändern, und weniger “Unsinn” machen.
Gruß
Stephan
Hallo Eric
Wie kann ich sehen welcher Frequenzbereich (zwischen den roten Markierungen) das ist?
Grüße
TorbenMoinsen,
Ich denke wir müssen generell zwei Arten von Störungen unterscheiden.
Zum einen die Störungen, die durch Ethernet selbst produziert werden. Diese zu bekämpfen über die Aufreihung von Ferrriten ist recht schwer und hierfür helfen die Messungen, die im OEM gemacht wurden nicht wirklich, bzw vermitteln ein falsches Bild, Da über den gesamten Signalweg Störungen durch Modemkonvertierung entstehen, D.H. auch die gesamte Kabelstrecke ist Störungsproduzent. Und dieser Sachverhalt ist m.E. der Grund dass diese rein theoretische Betrachtung bei Ethernet nicht passt – das zeigen jedefalls mal alle mir bekannten Realmessung mit Ethernet Signal. Und hierfür ist das Drosselkabel schon eine sehr gute Lösung des Problems.
Dann sind da noch Störungen, die nicht durch Ethernet, sondern durch Störer wie Schaltregler etc. erzeugt sind. Diese sind ja meist schon vor der Signalstrecke vorhanden und verändern sich nicht mehr gross auf der Strecke.
Beste Grüße,
Eric
Hallo Stephan,
Mehr Kerne = Mehr Wirkung, logisch. Aber 2 wirken doppelt so stark wie einer, danach aber dann 4, 8, 16 usw. Also 9 Kerne wirken kaum stärker als 8. Beim Fädeln hingegen verstärkt sich dessen Wirkung mit jeder zusätzlichen Wicklung.
ja klar, Windungen erhöhen die Induktivität quadratisch.
4 Windungen wirken (theoretisch) so wie 16 Kerne nur mit Durchführung.Hat aber den Nachteil, das die Dämpfungskurve eine Art Buckel erzeugt, sieht man schön in den Datenblättern 1 Windung vs 2 Windungen.
wo durch entsteht dieser Buckel ?
siehe Zitat von oben:
im optimalen Wirkfrequenzbereich haben sie hauptsächlich eine reellen Widerstandsanteil
je mehr Windungen desto größer der Buckel und
desto geringer der optimale Wirkfrequenzbereich und
desto weniger reeller Widerstandsanteil ?
Das wollen wir doch nicht ?Wir haben hier schon viel gemeinsam herausgefunden!
Wie Eric perfekt schreibt:
da Messungen immer nur eine ganz gezielte Lupe auf einen kleinen Teil der Realität darstellen
so klein ist der Teil gar nicht, dennoch gibt es noch einiges zu ergründen, z.B.
– (unerwünschte) Nebeneffekte von Windungen (z.B. Buckelbildung)
– (unerwünschte) Nebeneffekte bei der Kombination verschiedener Kernmaterialen auf einem Kabel
– …Grüße
MaxHallo Stephan,
Nachtrag:
Nicht die Dicke, sondern die Länge des Kerns, ist entscheidender. Länger = besser. Kann man sich in der Würth Simulation ja mal ansehen, Maße sind ja angegeben.
bei der Länge des Kerns, auf welche Wicklungsart bezieht sich das:
A:
oder B ?
Grüße
MaxHallo Max
Ich bezog mich auf B, an A hatte ich nicht mal gedacht, aber müsste man auch mal drüber nachdenken.
Nochmal zum “Buckel” eine Grafik, die 1mal bis 3fach fädeln zeigt. N=1 in Rot wäre z.B ein Klappferrit, 1x ums Kabel. Man sieht, seine Dämpfung ist zwar geringer, verläuft aber relativ linear, und weiter zu höheren Frequenzen. Addiere ich weitere Klappferrits (1fach) bliebt sein Dämpfungsverlauf sehr ähnlich, wirkt nur stärker. Mein “Buckel” zeigt N=3. Die oberste Frequenz wird weniger bedämpft, dafür jedoch ein tieferer Bereich umso stärker. Bei 2fach Fädeln, N=2, sieht man, das Maximum liegt auf einer höheren Frequenz, als bei N=3.
Jetzt mal nur zum Verständnis: Möchte ich z.B 25 Mhz bedämpfen, und fädeln, müsste ich nicht einen Ferrit mit Impedanzmaximum bei 25 Mhz wählen, sondern einen, der höher liegt, im Bezug zur “Buckelbildung”.
Nun gehts weiter…
So wird auch sinniger, wieso Eric beim Drosselkabel auf 8 Windungen kam. Der Ring selbst hat sein Maximum bei 1fach wesentlich höher.
Eine vergleichbare Grafik mit N=1 und N=2 findet man auch im Würth Simulationstool. Man nehme dort jedoch einfach mal einen Nanocrystal-Kern, und wird sehen, sein Verhalten ist anders. Fädeln beeinflusst weit weniger stark die “Buckelbildung”. Er bleibt linearer.
Hier nochmal eine Grafik einer Coilcraft Netzfilterspule, bzw 3 verschiedenen. Der Kern ist immer identisch, lediglich die Windungszahl Hoch/mittel/klein. Auch dort sieht man die Verschiebung. Vielleicht wird nun auch klarer, wieso ich den Fo Filter mit der P3717 so geil finde. Ihr Dämpfungsmaximum liegt genau im üblichem Bereich der Taktfrequenz von Schaltnetzteilen. Diese hat den höhsten Störpegel, nach oben werden dessen Oberwellen immer kleiner.
Hallo Stephan,
vielen Dank für die Grafiken zur Impedanz Buckelbildung bei mehren Windungen.
Schauen wir uns mal die Extreme an:
– 1 Windung, wenig Buckel, (zu) wenig aber breitbandige Impedanz
– 8 Windungen, viel Buckel, hohe aber schmalbandige ImpedanzVermutung: irrend wo dazwischen dürfte es ein Optimum bzw. guten Kompromiss geben.
Die letzten Konstruktionen von Torben haben oft 2-3 Windungen, Zufall ?Das hängt aber sehr vom Material ab,
beim folgenden LF Kern fällt der Buckel moderat aus:
Grüße
MaxNachtrag:
nicht die Dicke, sondern die Länge des Kerns, ist entscheidender. Länger = besser. Kann man sich in der Würth Simulation ja mal ansehen, Maße sind ja angegeben.
was haltet Ihr von 3 Windungen von dem hier:
https://www.we-online.com/components/products/datasheet/74270057.pdf
Grüße
MaxHallo Max
Hier hast du ein Vergleich zwischen 74270057 (blau) und 74272151, 74271151S (alles 2 Turns)
Grüße
TorbenHallo Thorben,
74272151 und 74270057 haben einen ähnlichen Impedanzverlauf.
Um alles abzudecken habe ich jetzt 74272151 kombiniert mit 74271151S.
Wenn Du die 74271151S weg lässt, wie deutlich ist das hörbar ?
Grüße
Max
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