วัตถุประสงค์ของการเหนี่ยวนำวงแหวนแม่เหล็ก

คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ปล่อยออกมาและรั่วไหลโดยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ไม่เพียงแต่รบกวนการทำงานปกติของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ อย่างจริงจังเท่านั้น ซึ่งนำไปสู่ความผิดปกติของอุปกรณ์ ข้อผิดพลาดในการส่งสัญญาณ แต่ยังก่อให้เกิดภัยคุกคามต่อสุขภาพและความปลอดภัยของมนุษย์ ซึ่งเป็นภัยคุกคามร้ายแรง ดังนั้นการลดสัญญาณรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI) ของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จึงกลายเป็นสิ่งจำเป็นที่ต้องพิจารณา วงแหวนแม่เหล็กดูดซับหรือที่เรียกว่าวงแหวนแม่เหล็กเฟอร์ไรต์ เรียกย่อว่าวงแหวนแม่เหล็ก เป็นส่วนประกอบป้องกันการรบกวนที่ใช้กันทั่วไปในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งมีผลในการปราบปรามสัญญาณรบกวนความถี่สูงได้ดี โดยทั่วไปทำจากวัสดุเฟอร์ไรต์ (Mn-Zn)

วงแหวนแม่เหล็กมีลักษณะเฉพาะของอิมพีแดนซ์ที่แตกต่างกันที่ความถี่ต่างกัน และโดยทั่วไปแล้วอิมพีแดนซ์จะน้อยมากที่ความถี่ต่ำ เมื่อความถี่ของสัญญาณเพิ่มขึ้น ความต้านทานของวงแหวนแม่เหล็กจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว

ดังที่เราทุกคนทราบกันดีว่ายิ่งความถี่ของสัญญาณสูงเท่าไรก็ยิ่งแผ่กระจายได้ง่ายขึ้น (ในการซื้อเคสคอมพิวเตอร์คุณภาพสูงก็จำเป็นต้องลดการรั่วไหลของแม่เหล็กไฟฟ้าด้วย) โดยทั่วไป สายสัญญาณจะไม่มีชั้นป้องกัน ดังนั้นสายสัญญาณเหล่านี้จึงกลายเป็นเสาอากาศที่ดีในการรับสัญญาณความถี่สูงที่ไม่เป็นระเบียบในสภาพแวดล้อมโดยรอบ สัญญาณเหล่านี้จะซ้อนทับกับสัญญาณที่ส่งในตอนแรก และแม้กระทั่งเปลี่ยนสัญญาณที่เป็นประโยชน์ที่ถูกส่งในตอนแรก ดังนั้นภายใต้การกระทำของวงแหวนแม่เหล็ก สัญญาณปกติและมีประโยชน์สามารถส่งผ่านได้ดี และสามารถระงับสัญญาณรบกวนความถี่สูงได้อย่างมีประสิทธิภาพ และต้นทุนต่ำ

ดังนั้นจึงไม่น่าแปลกใจที่คุณจะได้เห็นวงแหวนแม่เหล็กในตัวรูปก้อนพลาสติกบนสายสัญญาณจอแสดงผล สายเชื่อมต่อ USB และแม้แต่คีย์บอร์ดและเมาส์ระดับไฮเอนด์ การส่งมัดสายเคเบิลทั้งหมดผ่านวงแหวนแม่เหล็กเฟอร์ไรต์จะทำให้เกิดโช้คโหมดทั่วไป และยังสามารถพันสายเคเบิลที่ด้านบนของวงแหวนแม่เหล็กหลายรอบได้ตามต้องการ ยิ่งหมุนมากเท่าใด ผลการปราบปรามต่อการรบกวนที่มีความถี่ต่ำก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น ในขณะที่ผลการปราบปรามต่อสัญญาณรบกวนที่มีความถี่สูงก็จะยิ่งอ่อนลง ในทางวิศวกรรมเชิงปฏิบัติ ควรปรับจำนวนรอบของวงแหวนแม่เหล็กตามลักษณะความถี่ของกระแสรบกวน โดยปกติ เมื่อย่านความถี่ของสัญญาณรบกวนกว้าง วงแหวนแม่เหล็ก 2 วงสามารถวางบนสายเคเบิล โดยแต่ละวงมีจำนวนรอบที่แตกต่างกัน ซึ่งสามารถระงับการรบกวนความถี่สูงและการรบกวนความถี่ต่ำไปพร้อมๆ กัน จากกลไกการทำงานของโช้คโหมดทั่วไป ยิ่งอิมพีแดนซ์มีขนาดใหญ่เท่าใด ผลการปราบปรามสัญญาณรบกวนก็จะยิ่งชัดเจนมากขึ้นเท่านั้น อิมพีแดนซ์ของโช้คโหมดร่วมมาจากโหมดเหนี่ยวนำร่วม Lcm=jwLcm จากสูตรจะเห็นได้ไม่ยากว่ายิ่งความถี่ของเสียงมีค่าความเหนี่ยวนำของวงแหวนแม่เหล็กมากเท่าไรก็ยิ่งดีเท่านั้น แต่นี่ไม่ใช่กรณีในความเป็นจริง เนื่องจากมีตัวเก็บประจุปรสิตอยู่บนวงแหวนแม่เหล็กจริง ซึ่งมีอยู่คู่ขนานกับการเหนี่ยวนำ เมื่อพบสัญญาณรบกวนความถี่สูง ค่ารีแอกแตนซ์ของตัวเก็บประจุจะมีน้อย ซึ่งจะทำให้การเหนี่ยวนำของวงแหวนแม่เหล็กสั้นลง และทำให้โหมดโช้คทั่วไปไม่ได้ผล