Мало кто замечал, но на многих проводах есть небольшой «бочонок» цилиндрической формы. Его можно встретить на самых различных проводах: кабель питания, USB, HDMI и прочих. Мы не задумываемся о том, для чего он нужен. Помню, мой приятель объяснил это следующим образом:
— Он создан для того, чтобы провод не проваливался в отверстие на столе для проводов.
Гениально! Но нет — у него абсолютно другой функционал! Этот «бочонок» является ферритовым фильтром. Начнем с материала. Феррит — это не просто какой-то металл, а керамический материал на основе оксида железа с добавлением других металлов (марганца, цинка, никеля). У него удивительное свойство — он не проводит электрический ток, но при этом обладает сильными магнитными характеристиками. Проще говоря, феррит — это магнитный изолятор.
Когда этот материал надевается на провод, он превращается в пассивный электрический фильтр, который борется с тем, что мы называем электромагнитными помехами. И здесь сразу стоит сказать — откуда берутся эти помехи и на что они влияют?
Когда по любому кабелю течет электрический ток и неважно, какой тип сигнала — аналоговый или цифровой, то кабель является своеобразной антенной, которая «притягивает» самые разнообразные электромагнитные помехи. По факту, любой кабель — это полезный сигнал, который идет от устройства А до устройства Б, но есть еще и паразитные высокочастотные шумы. А эти шумы и есть помехи, которые возникают как от самой работы устройства, так и от внешних факторов, которые воздействуют на провод, например, какое-то ВЧ излучение от других приборов. А если это сетевой кабель с «бочонком», то на этот провод воздействуют еще и помехи из электрической сети (розетки).
Эти шумы могут накладываться на полезный сигнал, создавать помехи другим приборам (например, вызывать шипение в колонках или помехи на экране телевизора), а иногда даже нарушать работу самой техники. Особенно подвержены этому длинные кабели — чем провод длиннее, тем эффективнее он работает как антенна, особенно если рядом находится источник электромагнитных помех. И вот в работу вступает наш «герой» — ферритовый фильтр. Кстати, лично мне встречались провода с «бочонком», внутри которого ничего не было — малоизвестные бренды могут экономить и делать просто пустышку вместо полезного фильтра. Но мы поехали дальше.
Если фильтр надет на провод питания (например, на шнур ноутбука или системного блока), он работает как поглотитель и отражатель. Представьте, что высокочастотные помехи пытаются пробежать по проводу обратно в сеть или, наоборот, попасть в устройство. Феррит на своем пути создает для них высокое сопротивление. Часть энергии этих помех он отражает обратно, а часть превращает в тепло и рассеивает. Тепла выделяется так мало, что вы его никогда не почувствуете, но эффект от этого огромный — «мусор» из помех не проходит дальше.
Возьмем более сложный провод — USB кабель или HDMI. Внутри него много отдельных проводов — одни передают данные вперед, другие назад. Полезный сигнал идет по ним в противофазе (дифференциально): по одному проводу «туда», по другому — «обратно».
А вот помехи — это синфазные сигналы: они пытаются двигаться по всем проводам в одном направлении. Ферритовое кольцо в этом случае работает как синфазный трансформатор. Оно создает высокое сопротивление именно для синфазных помех, но пропускает полезный дифференциальный сигнал практически без потерь.
Но есть еще один интересный нюанс. Например, на проводах от бренда Apple бочонок вы врядли встретите. И дело тут не в экономии, а наоборот — дорогие провода используют качественное экранирование провода в виде медной оплетки или алюминиевой фольги, которая окутывает весь провод — именно это и защищает устройства от помех. А «бочонок» на проводе — это всего лишь очень бюджетный вариант снизить помехи.
Кстати, стоит понимать — цифровой сигнал он или есть, или его нет, а вот аналоговый сигнал очень чувствителен к помехам: это выражается треском в динамиках или рябью на экране, например, от VGA кабеля.
А задумывались ли вы об этом? Напишите в комментариях 👇
Чтобы не пропустить ничего важного, подписывайтесь на мой канал в мессенджере MAX.