Wat is een ferrietkern?

Heb je weleens een verdikking vlak bij de aansluiting van een kabel gezien en je afgevraagd waar deze voor dient? Dit is een ferrietkern, ook wel een ferrietfilter genoemd. Deze kern bestaat uit magnetisch ferrietmateriaal en helpt hoogfrequente elektromagnetische storingen te onderdrukken. Bij veel kabels is de ferrietkern al tijdens de productie aangebracht, maar je kunt ook losse ferrietkernen kopen die je eenvoudig zelf om een kabel kunt klikken.

Een ferrietkern zorgt niet automatisch voor een betere beeld- of geluidskwaliteit. Of een ferrietkern daadwerkelijk helpt, hangt af van het type storing, de kabel en het gebruikte ferrietmateriaal. Werkt je apparatuur naar behoren en ervaar je geen storingen? Dan is er geen reden om je kabel alleen vanwege de aanwezigheid of afwezigheid van een ferrietkern te vervangen.

Wat doet een ferrietkern met een kabel?

Via een kabel worden bijvoorbeeld beeld-, geluids- en datasignalen overgebracht. Daarnaast kan een kabel ook stroom leveren, bijvoorbeeld om een apparaat op te laden. Naast deze gewenste signalen kunnen er ook ongewenste hoogfrequente storingsstromen door een kabel lopen. Deze kunnen storingen veroorzaken in de aangesloten apparatuur of andere elektronische apparaten beïnvloeden.

Een geschikte ferrietkern helpt deze ongewenste storingsstromen te verminderen door de impedantie (wisselstroomweerstand) voor bepaalde hoge frequenties te verhogen. Hoe effectief dit werkt, hangt onder andere af van de frequentie van de storing en het gebruikte ferrietmateriaal. Een deel van de storingsenergie wordt daarbij omgezet in warmte. Een ferrietkern filtert dus niet zomaar alle hoge frequenties weg. Bij bijvoorbeeld datakabels maken hoge frequenties namelijk ook deel uit van het gewenste signaal dat moet worden overgebracht.

Hoe onderdrukt een ferrietkern ongewenste storingen?

Bij een normale signaaloverdracht loopt de stroom via de ene ader van een kabel heen en via een andere ader weer terug. Wanneer beide aders door dezelfde ferrietkern lopen, heffen de magnetische velden van deze stromen elkaar idealiter op.

Bij common-mode storing lopen ongewenste hoogfrequente stromen juist in dezelfde richting door de aders. De retourstroom loopt via een andere weg, bijvoorbeeld via de aarde of de omgeving. Hierdoor heffen de magnetische velden elkaar niet op, maar versterken ze elkaar in de ferrietkern. De kern biedt daardoor meer weerstand tegen deze storingsstromen, terwijl het gewenste signaal grotendeels ongemoeid blijft.

Dit is een vereenvoudigde uitleg. In de praktijk spelen ook de opbouw van de kabel, de afscherming en de aansluitingen een belangrijke rol. Je kunt daarom niet aan de buitenkant van een ferrietkern zien hoe effectief deze storingen in jouw situatie vermindert.

Wil je meer weten over het verschil tussen gewenste signalen en ongewenste storingen? Lees dan de technische uitleg over EMI-filters van Murata.

Werkt iedere ferrietkern hetzelfde?

Nee, niet iedere ferrietkern werkt hetzelfde. Zowel het gebruikte ferrietmateriaal als de afmetingen bepalen welke frequenties een kern effectief kan onderdrukken. De materiaalgegevens van Fair-Rite laten bijvoorbeeld zien dat verschillende ferrietmaterialen geschikt zijn voor verschillende frequentiebereiken en toepassingen. De eigenschappen van de ene ferrietkern gelden daarom niet automatisch voor een andere.

Een opgegeven impedantiewaarde zegt op zichzelf weinig als je niet weet bij welke frequentie deze is gemeten. Kijk daarom naar de technische specificaties van de ferrietkern en de toepassing waarvoor deze is ontworpen. Een impedantiecurve laat zien hoe de impedantie verandert bij verschillende frequenties. Controleer daarnaast of de opening van de ferrietkern geschikt is voor de dikte van je kabel. Een te kleine klem kan de kabelmantel beschadigen.

Ook de positie van de ferrietkern op de kabel kan invloed hebben op de werking. De beste plaats hangt af van waar de storing ontstaat en hoe deze zich verspreidt. Er bestaat daarom geen vaste afstand tot de aansluiting die voor iedere kabel optimaal is. Volg bij voorkeur de aanwijzingen van de fabrikant van je apparatuur of ferrietkern.

Het toevoegen van meerdere ferrietkernen of extra windingen zorgt bovendien niet automatisch voor een betere storingsonderdrukking. Extra windingen veranderen de elektrische eigenschappen en kunnen bij bepaalde frequenties juist minder effectief zijn. Voorkom daarbij altijd dat je de kabel te scherp buigt.

Wat kan een ferrietkern wel en niet oplossen?

Een hoorbare brom van 50 Hz heeft bijvoorbeeld een andere oorzaak dan de hoogfrequente storingen waarvoor veel ferrietkernen zijn ontworpen. Een ferrietkern kan een aardlus niet onderbreken en lost ook geen problemen op die worden veroorzaakt door een defecte voeding, beschadigde kabel of slechte aansluiting. Verwijder nooit de beschermingsaarde van een apparaat om brom te verhelpen. Dit kan gevaarlijke situaties veroorzaken.

Bij HDMI zorgt een ferrietkern niet voor een hogere resolutie, verversingssnelheid of betere beeldkwaliteit. Ondersteunt je apparatuur een bepaalde beeldmodus niet, dan verandert een ferrietkern daar niets aan. Ook kan een ferrietkern een beschadigde kabel of een kabel met onvoldoende specificaties niet compenseren. Voor geluid geldt hetzelfde: een ferrietkern biedt geen garantie op meer detail, diepere bastonen of een betere geluidsweergave.

Hoogfrequente elektromagnetische storing kan in bepaalde situaties wel degelijk beeld- of geluidsproblemen veroorzaken. Een geschikte ferrietkern kan dan helpen om deze storingen te verminderen. Aan de klachten alleen kun je echter niet bepalen welke ferrietkern geschikt is. Daarvoor moet je weten welke storing optreedt en welke eigenschappen de kern heeft.

Wil je controleren of een ferrietkern daadwerkelijk helpt? Gebruik hiervoor alleen een losse, verwijderbare klapkern. Vergelijk de werking van je apparatuur onder dezelfde omstandigheden, met en zonder deze klapkern. Laat vast aangebrachte ferrietkernen zitten. Blijft het probleem bestaan, dan kunnen aanvullende technische metingen nodig zijn om de oorzaak vast te stellen.

Wat kun je zelf doen bij storingen?

Ervaar je storingen en wil je controleren of een ferrietkern kan helpen? Met de onderstaande stappen kun je zelf een aantal zaken veilig controleren.

1. Breng het probleem in kaart. Noteer wanneer de storing optreedt en welke apparaten, voedingen en kabels je gebruikt.
2. Controleer je kabels en aansluitingen. Kijk of de kabels zichtbaar beschadigd zijn en controleer of alles volgens de handleiding is aangesloten.
3. Laat bestaande ferrietkernen zitten. Probeer een aangegoten verdikking niet open te snijden en knip nooit een kabel door om een ferrietkern te verwijderen.
4. Kies een geschikte ferrietkern. Gebruik alleen een losse, opklikbare ferrietkern die goed om je kabel past en volgens de fabrikant geschikt is voor jouw toepassing. Schakel je apparatuur vooraf uit volgens de handleiding.
5. Test stap voor stap. Verander telkens één ding en vergelijk het resultaat onder dezelfde omstandigheden. Forceer de ferrietkern nooit en voorkom dat je de kabel afknelt, te scherp buigt of onder spanning zet.

Let op: Open nooit zelf een elektrisch apparaat om een ferrietkern in te bouwen. Een ferrietkern is geen vervanging voor een reparatie en biedt geen bescherming tegen kortsluiting of overbelasting. Is een netsnoer beschadigd of vermoed je een elektrisch defect? Stop dan met het gebruik en laat het apparaat of de kabel door een deskundige controleren.

Heb je een ferrietkern nodig?

In de meeste situaties is het niet nodig om zelf een ferrietkern aan een kabel toe te voegen. Een goed ontworpen kabel beschikt al over maatregelen om elektromagnetische storingen te beperken.

De HDMI– en DisplayPort-kabels van Qnected zijn bijvoorbeeld voorzien van drievoudige afscherming. Deze beschermt de signaaloverdracht tegen invloeden van buitenaf en helpt elektromagnetische interferentie te verminderen.

Qnected verkoopt geen losse ferrietkernen. Werkt je apparatuur naar behoren en ervaar je geen storingen? Dan is er doorgaans geen reden om een extra ferrietkern te plaatsen.