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Anelli di ferrite per cavi USB

Elettronica lineare e digitale: didattica ed applicazioni

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[1] Anelli di ferrite per cavi USB

Messaggioda Foto UtenteJim80 » 14 nov 2018, 18:06

Come prassi, comincio col declamare la mia ignoranza in materia :-)
Ciò detto, volevo chiedervi chiarimenti in merito alla presenza di quegli anelli di ferrite che si trovano in certi cavi USB ed, eventualmente, anche consigli in merito ad un eventuale acquisto di uno di tali anelli.

Dalle ricerche sul web che ho fatto, ho inteso che la loro funzione è di minimizzare le interferenze elettromagnetiche -generate dai dispositivi in gioco- così da minimizzare il rischio di corruzione dei dati scambiati a mezzo del cavo, giusto? Per esempio io ne ho uno in dotazione del masterizzatore esterno. Ho anche appreso che un certo anello di ferrite, con certe caratteristiche, agisce solo su un certo range di frequenze, corretto?

A breve acquisterò un HDD 3.5" e lo metterò in un box esterno che dovrò collegare a mezzo cavo alle USB 2.0 del mio portatile però, vedendo dalle foto ciò che è incluso nella confezione del box, mi sono reso conto che il cavo USB 3.0 da 1m in dotazione manca di questo anello. Visto che si parla di scambio dati tra dispositivi, mi chiedevo se fosse il caso di acquistare uno di questi anelli di ferrite per evitare il problema esposto all'inizio e, in caso affermativo, che caratteristiche deve avere, ovvero su che frequenze deve agire.

Che dite? Ho almeno detto qualcosina di non totalmente insensato? :-)
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[2] Re: Anelli di ferrite per cavi USB

Messaggioda Foto UtenteSerTom » 14 nov 2018, 19:10

Se usi un prodotto con la sua dotazione di accessori dovresti andare tranquillo; perché verificati dal produttore. Diversamente se usi accessori trovati chissà dove che potrebbero solo peggiorare.
Oltretutto, se ci fossero problemi non puoi neppure lamentarti. Ovviamente !
Circa l'anello di ferrite, più che per l'immunità serve per ridurre le emissioni. Le comunicazioni ad alta velocità lungo il cavo, provocano irraggiamento verso gli altri dispositivi, disturbandoli. La ferrite riduce questo fenomeno. Se il produttore vende il dispositivo con un cavo senza ferrite vuol dire che le emissioni stanno sotto il limite senza bisogno di aggiungere niente. Infine ti sconsiglio di aggiungerla tu, potresti rischiare di interferire sulla "qualità" dei segnali con il rischio di provocare errori di comunicazione.

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[3] Re: Anelli di ferrite per cavi USB

Messaggioda Foto Utentearkeo2001 » 14 nov 2018, 19:49

Se li prendi per evitare problemi di comunicazione (e/o bassa velocità) ha un senso. Se credi che senza ferriti parta un dato da un capo e arrivi diverso dall'altro ritrovandoti un file inutilizzabile, è molto difficile che accada. Ci sono controlli abbastanza efficienti e al limite il PC ti avvisa che non può comunicare con il disco oppure la velocità è bassa. Se la copia del file riesce è quasi certo che sia uguale all'originale.
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[4] Re: Anelli di ferrite per cavi USB

Messaggioda Foto UtenteEdmondDantes » 14 nov 2018, 22:05

Gli anelli di ferrite sono utilizzati soprattutto per attenuare le componenti di disturbo a frequenza elevata, lasciando praticamente inalterate quelle a frequenza piu' bassa che rappresentano d solito il segnale utile al sistema.
Vengono viste dal sistema come impedenze localizzate con resistenza e induttanza dipendenti dalla frequenza e si comportano come il secondario di un trasformatore.
Da questa semplice spiegazione, direi che non servono a ridurre l'irraggiamento. ?%
Bisogna stare attenti ad utilizzarli in quanto agiscono indiscriminatamente sia sulle correnti di modo comune sia sulle correnti di modo differenziale (queste di solito sono quelle utili).
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[5] Re: Anelli di ferrite per cavi USB

Messaggioda Foto UtenteJim80 » 15 nov 2018, 1:49

EdmondDantes ha scritto:Bisogna stare attenti ad utilizzarli in quanto agiscono indiscriminatamente sia sulle correnti di modo comune sia sulle correnti di modo differenziale (queste di solito sono quelle utili).

Tradotto per un ignorantone come il sottoscritto vuol dire che è meglio non aggiungere nulla al cavo USB in questione :ok:

Chiarito il dubbio sul cavo, ed avendo visto in vendita tali cavi USB provvisti di 1 od anche 2 anelli di ferrite, chiedo: potete fare alcuni esempi di dispositivi che traggono sempre giovamento ad essere collegati con tali cavi? Oppure la domanda è superflua perché si acquistano e si usano sempre e solo in sostituzione di cavi USB in dotazione a dispositivi che già ne erano provvisti così si è sempre certi di non arrecare anche danni al collegamento?
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[6] Re: Anelli di ferrite per cavi USB

Messaggioda Foto UtenteSerTom » 15 nov 2018, 9:42

Spiegazione e "terminologia" volutamente elementare.

Circa o meno la presenza delle ferriti (una o 2) nei cavi USB e comunque altri cavi d'uso comune in ambito IT occorre dire che le prove per la conformità EMC vanno fatte su sistemi completi e funzionanti.
Va da se che provare SOLO un cavo ... sarebbe del tutto impossibile.
Un cavo quindi, ammesso che si voglia farlo rientrare in un dato sistema, va provato in una configurazione ritenuta "ragionevolmente rappresentante" l'uso del cavo stesso.
Tradotto: il produttore del cavo l'avrà provato nella situazione in cui ritiene verrà usato il suo cavo.
Se dalle prove in quella configurazione emerge che servono le ferriti allora le dovrà poi mettere.
Va detto infine che le prove EMC vengono fatte nella condizione peggiore; in questo modo si ritiene che siano "coperte" anche tutte le situazioni meno estreme.
Sempre traducendo: il produttore avrà provato il cavo con la frequenza ed il traffico di dati massimo possibile.
Il produttore di un cavo simile potrebbe averlo provato in situazioni differenti ed arrivare a risultati diversi.

Da qui il consiglio di usare accessori originali, ovvero appartenenti alla configurazione di prova.

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[7] Re: Anelli di ferrite per cavi USB

Messaggioda Foto UtenteIsidoroKZ » 15 nov 2018, 10:42

EdmondDantes ha scritto:
Bisogna stare attenti ad utilizzarli in quanto agiscono indiscriminatamente sia sulle correnti di modo comune sia sulle correnti di modo differenziale (queste di solito sono quelle utili).


Di solito gli anelli di ferrite si mettono attorno a tutto il cavo e cosi` non agiscono sul modo differenziale. Come diceva EdmondDantes il modo differenziale e` quello che porta l'informazione, meglio non disturbarlo. Inoltre il modo differenziale irradia molto meno rispetto al modo comune.
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[8] Re: Anelli di ferrite per cavi USB

Messaggioda Foto Utenteboiler » 15 nov 2018, 11:19

EdmondDantes ha scritto:Da questa semplice spiegazione, direi che non servono a ridurre l'irraggiamento. ?%


Irraggiamento non è forse il termine piú felice, ma possono essere utilizzate sia per migliorare l'immunità che l'emissione.

Immunità:


L'apparecchio C è stato comprato su AliExpress e non è stato sottoposto a nessun test EMC. Il PCB è pieno di emettitori accidentali.
L'apparecchio A e B sono un set, venduti assieme da un produttore serio. Per sua natura, A è molto robusto, mentre B contiene circuiti piú difficili da proteggere da disturbi. Per questo motivo viene messa (dal produttore di A e B, non ad minchiam per propria iniziativa) una ferrite vicino a B. In questo modo i disturbi captati dal cavo "preferiranno" chiudere il circuito su A, senza far danni.

Emissione:

Qui c'è un componente che genera disturbi ad alta frequenza in A (gli isolatori digitali sono per esempio delle bellissime fonti di rumore). L'emissione diretta è bloccata dalla scatola metallica, ma il disturbo viene accoppiato anche nel cavo di collegamento tra A e B. Una ferrite vicina ad A fa sì che il segnale "preferisca" richiudersi sul riferimento locale anche se forse quello in B sarebbe (per qualche arcano motivo) ad impedenza minore. In questo caso, il cavo diventerebbe un'antenna che emette porcheria nell'ambiente circostante.

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[9] Re: Anelli di ferrite per cavi USB

Messaggioda Foto UtenteJim80 » 15 nov 2018, 13:32

IsidoroKZ ha scritto:Di solito gli anelli di ferrite si mettono attorno a tutto il cavo e cosi` non agiscono sul modo differenziale. Come diceva EdmondDantes il modo differenziale e` quello che porta l'informazione, meglio non disturbarlo. Inoltre il modo differenziale irradia molto meno rispetto al modo comune.

Nel senso che se collego tramite USB provvisto di, per esempio, 3 anelli (2 ai capi ed 1 in mezzo), evito di arrecare disturbi al "modo differenziale"? Quindi otterrei solo vantaggi, per esempio, a livello di aumento di velocità, come accennato da arkeo2001? O non ho capito nulla come al solito? :-)

Ho dato un'occhiata a questo anello ed in effetti gli acquirenti non lo hanno usato su cavi USB ma su dispositivi come radio fm, alimentatori da parete (collegatati a radio), cavi HDMI. Mi chiedo se, applicato al filo degli auricolari di un lettore mp3 (so che il filo funge da antenna), può migliorarne la ricezione fm. Vaneggio?
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[10] Re: Anelli di ferrite per cavi USB

Messaggioda Foto Utenteboiler » 15 nov 2018, 13:41

Jim80 ha scritto: O non ho capito nulla come al solito? :-)

Decisamente questa.

Foto UtenteIsidoroKZ intendeva che nell'anello vi passano tutti i conduttori che compongono il cavo.

Da cosa deriva questo tuo irrefrenabile desiderio di mettere anelli di ferrite qua e là senza cognizione di causa?

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