Для чего ферритовые кольца на кабель hdmi

Обновлено: 04.07.2024

Помехи на HDMI кабеле и существующие фильтры

Помехи на HDMI кабеле и существующие фильтры: как с ними бороться?

Ферритовый фильтр — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Ферритовые фильтры Ферритовый фильтр в виде цилиндра без пластмассового покрытия.

Ферри́товый фильтр — пассивный электрический компонент, изготовленный из феррита в виде кольца, использующийся в качестве фильтра, для подавления высокочастотных помех в электрических цепях. Ферритовое кольцо увеличивает индуктивность проходящего через него участка провода в несколько сотен (вплоть до тысяч) раз, что и обеспечивает подавление помех высокой частоты [источник не указан 3269 дней] . Чаще всего имеют форму цилиндров или параллелепипедов; могут быть съёмными с защелками или несъемными литыми. Ферритовые фильтры используются как дополнительные внешние фильтры, как правило, для устройств, имеющих длинные соединительные кабели.

Ферритовый фильтр — один из самых простых и дешёвых типов интерференционных фильтров для установки на уже существующие провода. Для обычного ферритового кольца провод либо продевается через кольцо (образуя одновитковую катушку индуктивности), либо образует многовитковую тороидальную обмотку, что увеличивает индуктивность и, соответственно эффективность помехоподавления. Также используются разборные фильтры на защёлках, которые можно просто надеть на кабель.

Такие фильтры используются двумя различными способами, хотя внешне это выглядит одинаково, и часто можно увидеть использование одинаковых марок ферритов:

Фильтр, установленный на одиночный (одножильный, однофазный) провод. В этом случае, в зависимости от марки феррита и интересующего частотного диапазона заграждения, он работает как:
- Индуктивность. Часть мощности ВЧ-волны отражается обратно в кабель.
- Поглотитель. Часть мощности ВЧ-волны рассеивается в феррите, что более предпочтительно.
- Смешанный режим.
Ферритовые фильтры используются как на сигнальных проводах для ослабления внешних помех, так и на проводах питания для уменьшения создаваемых ими помех.

Раскрытый ферритовый цилиндр надевается на кабель, который необходимо защитить от электромагнитных помех и наводок, примерно в 3 см от наконечника кабеля. Обе ферритовые части смыкаются, после этого замки на пластмассовой оболочке защелкиваются. Для надежности можно оснастить ферритовым цилиндром и другой конец кабеля.

Фильтры применяют в монтаже охранной сигнализации, когда приёмно-контрольные приборы (ППКОП) создают наводки в шлейфах при передаче сигнала

Влияние помех от HDMI на эфирное DVB-T2 и кабельное DVB-C

Некоторые наверняка сталкивались с ситуацией, когда приставка, изначально подключенная через RCA (обычными «тюльпанами») и нормально принимавшая оба мультиплекса, после подключения через HDMI начинала квадратить, заикаться на одном из мультиплексов или на обоих.

Причем это может происходить, например, на 720p или 1080i, а при 576p или 1080p всё будет нормально.

Если 2-3 раза нажать кнопку INFO, то можно посмотреть на шкалу Качество сигнала.
И переключая видеорежимы, запомнить — на каких из них шкала Качество падает сильнее.
Причём оценивать это — на каждом из мультиплексов.

Пример хорошего сигнала в режиме 576p (в центре — спектр цифрового сигнала в виде большой буквы П):

При переключении на 720p на входной сигнал накладывается вот такой частокол иголок, бахрома:

и в результате шкала Качество падает, т.к. сигнал поражен помехами.

Эфирное вещание идёт в режиме 576i, поэтому в принципе можно и не ставить режим больше чем 576p.

Однако, чтоб смотреть HD-каналы на кабельной приставке, придётся ставить верхние видеорежимы.

Да и при просмотре с флешки HD-фильмов или HD-каналов, используя IPTV, нет смысла каждый раз переключаться на HD-видеорежимы, а после — обратно на 576p.

К тому же в приставках на процессоре GX3235S графика меню и шрифты в режиме 576p выглядят ужасно.

Непосредственным источником являются гармоники тактового сигнала HDMI. Ну а причиной их появления в эфире — работа интерфейса HDMI без фильтрующих элементов

У подавляющего числа OEM-производителей они изначально вообще никак не предусмотрены.

В лучшем случае, есть место только под диодные сборки против статики (ESD), но абсолютное число Заказчиков их также не устанавливает.

Но даже если бы HDMI-фильтры были, шкала Качество может проседать, если используете простейшие комнатные антенны, в то время как работа любых приставок проверяется в первую очередь с — наружными направленными антеннами и на достаточной высоте, т.е. с необходимым уровнем сигнала согласно NorDig.

Также негативно может влиять и использование самого дешёвого коаксиального кабеля — с редкой оплёткой, т.е. очень слабым экранированием (защитой) от любых внешних помех.

Поэтому в таких случаях нужно использовать плотно экранированный коаксиальный кабель и толстый HDMI-кабель (также с хорошим экранированием) и крайне желательно с ферритовыми фильтрами-бочонками на концах кабеля.

Если такого готового кабеля нет, можно защелкнуть подходящий внешний фильтр-бочонок:

И конечно — антенный кабель и HDMI-кабель ни в коем случае не должны идти рядом. Необходимо развести их — в разные стороны.

Детально данный вопрос также рассмотрен на китайском техническом форуме поставщика SuperIC:

(автоматический перевод Google с моими дополнениями курсивом)

Вопрос о тактовой частоте HDMI, влияющей на тест EMI

Заказчик MSD7T01 в системе PAL с разрешением 720P не прошел тест EMI в лаборатории.

Частота, превышающая стандарт, в 6

10 раз превышает тактовую частоту при 720P:

Фактическое измерение тактовой частоты HDMI с помощью анализатора спектра выглядит следующим образом:

Соответствие видеорежимов и тактовой частоты HDMI:

Затем ослабьте спектр, при 10 МГц

790 МГц, полный множитель будет следующим:

наглядно видны 1-я основная и 3-я, 4-я, 5-я, 6-я, 7-я и 9-я гармоники тактового сигнала HDMI

Пользователям рекомендуется подключать индукторы синфазного сигнала в цепи:

а затем использовать сертифицированный кабель HDMI для прохождения сертификации EMI.

Безусловно, указанное решение — высокочастотные синфазные SMD-дроссели — предназначено для OEM-производителя, а обычному пользователю, конечно, нет смысла их где-то искать, вскрывать приставку и пытаться сделать то, что изначально вообще не было предусмотрено производителем шасси.

Напомню варианты решения: использование направленной антенны на достаточной высоте — с плотно экранированным коаксиальным кабелем и также плотно экранированный HDMI-кабель с ферритовыми фильтрами-бочонками на концах.

Или ограничиться видеорежимом 576p (либо одним из верхних, на котором шкала Качество не падает).

Замечу, что подобное негативное влияние может возникать не только с приставками, но и с телевизорами DVB-T2/DVB-C, к которым через HDMI подключен какой-нибудь мультимедиа плеер или ваш компьютер.

А чтоб каждый раз при просмотре телеканалов не выдёргивать HDMI из видеокарты, можно отключать в её настройках Второй монитор (ваш телевизор).

Нужен ли вам беспроводной HDMI?

Продукты с беспроводным интерфейсом HDMI существуют уже почти десять лет, но они не получили большой популярности. Но как работает Wireless HDMI, и стоит ли вам покупать продукты Wireless HDMI для вашего дома?

Беспроводной HDMI — альтернатива HDMI-кабелям

Кабели HDMI являются стандартным средством передачи видео высокой четкости уже более десяти лет. Но кабели HDMI имеют некоторые очевидные недостатки. Пара непослушных кабелей HDMI может превратить ваш развлекательный центр в гнездо крысы, и они могут ограничить вашу кабельную коробку или игровые приставки в одной комнате.

Вы, наверное, уже догадались, но Wireless HDMI — это беспроводное видео решение высокой четкости, которое может решить некоторые проблемы, связанные с кабелями HDMI. Вы можете очистить свой развлекательный центр, транслировать один источник видеосигнала на телевизоры по всему дому или зеркально отобразить дисплей с телефона или компьютера на телевизор.

На рынке представлено множество беспроводных HDMI-продуктов, и все они довольно просты в настройке. Вы подключаете передатчик к порту HDMI источника видео, а приемник — к порту HDMI телевизора, и это все, что нужно сделать.

Это как Bluetooth, но для видео

В отличие от приложений для зеркалирования экрана, таких как Apple AirPlay, для беспроводного подключения HDMI не требуется подключение к Wi-Fi. Передатчик, который вы подключаете к источнику видео, посылает микроволновую частоту, а приемник, подключенный к вашему дисплею, декодирует эту частоту в видео высокой четкости. Думайте об этом как о Bluetooth, но для видео.

Некоторые (но не все) беспроводные продукты HDMI имеют встроенные ИК-передатчики. Эти передатчики позволяют использовать ТВ-пульты для удаленного управления устройствами. Эти ИК-передатчики необходимы для многих настроек беспроводного HDMI. В конце концов, бегать из одной комнаты в другую для смены телеканалов было бы болезненно.

Как и любая другая форма беспроводной передачи, беспроводной HDMI подвержен помехам. Большинство беспроводных продуктов HDMI работают на частоте 5 ГГц, которая может перегружаться сигналами Wi-Fi и мобильных телефонов. К счастью, большинство новых беспроводных продуктов HDMI используют динам

Многие из вас, конечно же, видели на концах проводов небольшие цилиндры. Это – ферритовые фильтры. А знаете ли вы, какую роль они играют? Давайте попробуем разобраться в этом вопросе вместе.

Зачем устанавливают ферритовые фильтры?

Очень часто на форумах встречаю утверждение, что ферритовые кольца служат только для того, чтобы кабель не излучал помехи! Верно ли это утверждение? Отчасти это, правда. Но оно справедливо только к проводам питания.Тогда, для чего ставят ферритовые фильтры на HDMI? Ведь помех провод не излучает.

Все просто! Феррит, благодаря своим уникальным свойствам способен захватывать магнитное поле и рассеивать его в виде тепла, другими словами, он способен ослаблять шумовые помехи в кабеле. А это играет большую роль для качества цифрового сигнала.

Тогда, почему на многих HDMI кабелях нет ферритовых колец?
Потому, что ферритовые кольца это не единственный способ оградить провод от воздействия помех. Не менее эффективно и экранирование провода.

Увеличится ли качество сигнала, если установить на провод ферритовые кольца?
Ответ – увеличится. Но это совсем не значит, что Вы это заметите.

Приведу простой пример эффективности ферритового фильтра на HDMI.
У меня есть один из самых дешевых HDMI кабелей, на нем нет ни ферритовых фильтров, ни экрана. При просмотре видео через этот кабель довольно часто возникала проблема потери сигнала (После нескольких минут просмотра телевизор отказывался работать с сигналом плохого качества), хотя картинка была довольно сносная - лишь изредка проскакивала помеха. Установка ферритового фильтра полностью избавила от этой проблемы.

Вы когда-нибудь задавались вопросом что за странная ситуация с ценой на HDMI-кабели? На Яндекс.Маркете за трехметровый HDMI-кабель цена стартует с 131 рубля, а заканчивается проводом почти за полмиллиона! Понятно, что кабель за пол ляма — это какая-то единичная дичь.

Но есть масса вариантов за 10, 20, 30 тыс. И судя по описанию этих кабелей, каждый из них создан по космическим технологиям и обещается потрясающее качество изображения.

Так всё же. Влияет ли цена кабеля на качество изображения? Какие бывают стандарты HDMI кабелей? И какой HDMI-провод выбрать для 4K телевизора и консолей нового поколения?

Сегодня вместе с вами разбираемся в HDMI кабелях.

Давайте сразу расставим точки над i. HDMI — это цифровой интерфейс High Definition Multimedia Interface.

А значит, в отличие от старых аналоговых интерфейсов типа компонентного видео, цифровой сигнал существенно менее чувствительный к помехам. Ведь задача цифрового сигнала просто передать нули и единицы, а не идеально чистый сигнал.

Поэтому если ваш HDMI-кабель исправно работает, покупать новый дорогущий, усыпанный позолотой и бриллиантами провод не стоит. От этого ваши Web-рипы Blu-Ray-ремуксами не станут.

Материалы

Начнем с материалов. Совсем уже дешевые кабели часто делают со стальной или алюминиевой проводкой внутри, а оба этих материала не лучшие проводники. Поэтому таких предложений стоит избегать.

Также бывают варианты с медным покрытием, которое также совершенно не помогает. Поэтому такие варианты тоже нам не подходят. Но какой же материал проводника нам нужен? Наверное, нам надо искать кабели из золота или какого-нибудь плутония? Нет! Простой проводник из меди — идеальный вариант для передачи цифрового сигнала.

Но стоит ли раскошелиться на медный провод с серебряным покрытием или даже чистое серебро внутри? — Нет! Если только вы не собрались снять оплетку с кабеля и сделать себе классную серебряную цепочку. В других случаях серебряный проводник будет излишним.

Толщина

Но вот, что действительно важно — так это толщина проводки, которая измеряется, как бы это пафосно не звучало, в калибрах. Система измерения американская, обозначается тремя буквами AWG — American Wire Gauge или по-русски Американский калибр проводов.

И, как бы это ни было контринтуитивно, чем меньше значение AWG — тем толще провод. Например, вот значения AWG для одножильных проводников.

Одножильные проводники

Естественно, чем толще проводник — тем меньше сопротивление. Поэтому более толстые провода можно делать длиннее не боясь потери сигнала. И если производитель кабеля серьёзно настроен, он гордо укажет значение AWG в спецификациях.

Но, к сожалению, делать бесконечно толстые провода не можем из-за сложностей с пайкой, да и толстый кабель просто не будет сгибаться. Поэтому значения AWG для HDMI кабелей редко превышает 24-й калибр, который позволяет сделать кабель длиной до 8 метров не боясь различных помех. При этом 32 калибра хватит максимум на 1,5 м.

Помехи

Кстати, говоря о помехах. Часто на кабелях можно увидеть вот такие утолщения:

Обычно они встречаются на силовых проводах, но и на HDMI-кабелях такое встречается нередко.

Внутри этих утолщений находятся ферритовые кольца. Но зачем они нужны и нужны ли они вообще? Материал феррит помогает ослаблять шумовые помехи в кабеле, он захватывает магнитное поле и рассеивает его в виде тепла. Такая штука может быть полезной если рядом много силовых кабелей или любых других источников электромагнитных помех.

Но феррит — не единственный способ экранирования от внешних шумов. Гораздо лучше с этим справляется качественная толстая оплетка. Поэтому наличие ферритовых колец — это скорее признак кабеля с плохой оплеткой и брать такие провода скорее не стоит.

Тем более, при желании можно будет докупить внешний ферритовый фильтр и просто нацепить его на провод. Это поможет решить проблему с экранированием если у вас такая есть.

Золото

Но если феррит не помогает, то золотое покрытие контактов может быть очень даже полезным.

И, естественно, я говорю не о внешнем покрытии разъёма. Это не влияет вообще ни на что. Это всё равно, что покрыть золотом коннектор USB-C или интерьер школы в Екатеринбурге:

Выглядит эффектно, но:
- последствия для психики могут быть необратимыми.
- как там дети учатся, реально…
- толку никакого.
Стандарты

Итак, с материалами разобрались, поэтому переходим к самому интересному — сертификация!

Вопреки общему заблуждению сами кабели не делятся по известным нам спецификациям HDMI 1.4, 2.0, 2.1. Это всё стандарты разъемов и к кабелям они не имеют никакого отношения.

Всё что требуется от кабеля — это иметь пропускную способность не ниже указанной в стандарте. Поэтому HDMI-кабели сертифицируются исключительно по пропускной способности.

Существует несколько версий сертификации. Если кратко сейчас актуальны:
- HDMI High Speed пропускная способность — 8 Гбит/с, что соответствует стандарту HDMI 1.4, и такой кабель потянет 4К видео, 30 К/с
- HDMI Premium High Speed, тут уже 18 Гбит/с, HDMI 2.0 и 4К 60 К/с
- HDMI Ultra High Speed — 48 Гбит/с, HDMI 2.1, 4К 120 К/с или даже 8К 60 К/с — именно такой провод надо брать если вы планируете брать консоль нового поколения и гамать в 4К 120 FPS или вдруг у вас есть 8K телик.
Не спешите покупать новый кабель уже сейчас. Во-первых потому, что такой кабель точно будет в комплекте с консолями нового поколения. А во-вторых, если у вас есть старый качественный кабель, есть большая вероятность, что он тоже справится с потоком данных в 48 Гбит, даже если он не был сертифицирован под такие скорости.

Дело в том, что все кабели, начиная с давнишнего HDMI 1.3, конструктивно не отличаются между собой, поэтому они, собственно, обратно совместимы.

Всё отличие в качестве изготовления. Например, переход с 18 ГБит/с до 48 Гбит/с получилось достичь только благодаря улучшенной технологии производства медной проволоки, которая позволила минимизировать микродефекты внутри. Поэтому, единственное, зачем вам может понадобиться новый кабель — это особая форма коннектора, для телевизоров плотно стоящих к стене, или увеличенная длина.

В этом случае выбирайте кабели с толстыми проводами и оплеткой. Но стоит учитывать, что на текущий момент нет доступных кабелей HDMI 2.1 длиннее 3 метров. Точнее они есть, но то что они будут работать гарантий никаких. И если уж вам нужен такой длинный кабель, то придется раскошелиться на оптоволоконный вариант за 20-50 тысяч рублей. Либо уже подвинуть приставку ближе к телевизору. Тут вам решать.

Замечал ли ты когда-нибудь небольшой цилиндр на питающем кабеле своего ноутбука? Если нет, присмотрись внимательнее к зарядке любого портативного компьютера. На шнуре возле самого разъема, который вставляется в ноутбук, есть небольшой пластиковый бочонок.

Нет,я конечно знал, что там не какое то сложнейшее устройство и не просто кусок пластмассы, но все никак не доходили руки узнать все точно и подробнее.

Оказывается, этот малозаметный цилиндр выполняет очень важную функцию! Он играет роль высокочастотного фильтра и нейтрализует помехи, которые могут поступать от питающего кабеля. Это устройство называется ферритовым кольцом, или ферритовым фильтром.

Удивительно, но внутри этого бочонка нет никаких микросхем или других электронных устройств. Если его вскрыть и посмотреть на внутренности, то ничего интересного там не увидишь. Просто шнур проходит сквозь небольшой полый цилиндр из твердого материала. В некоторых случаях шнур охватывает его петлей.

Этот цилиндр выполнен из феррита — химического соединения оксида железа с окислами других металлов, который по сути является магнитным изолятором. В этом веществе не возникают вихревые токи, поэтому ферриты очень быстро перемагничиваются в такт с частотой электромагнитного поля.

Не секрет, что любой неэкранированный кабель питания является источником электромагнитных помех, которые могут искажать информационные сигналы внутри компьютера. А ферритовое кольцо играет роль фильтра и препятствует распространению этих помех.

Ранее для этой цели применялось экранирование всего кабеля медной оплеткой, но ферритовые кольца значительно дешевле, поэтому именно они получили широкое распространение в современной электротехнике.

Кстати, ферритовые кольца не только препятствуют образованию нежелательных электромагнитных полей, но и защищают сигнал внутри кабеля от внешних помех. Поэтому такие цилиндры, кроме питающих кабелей, можно также встретить и на шнурах подключения мониторов, камер или фотоаппаратов.

Как увеличить эффективность шумоподавления кабельного феррита

1. Увеличить длину охватываемой ферритовым сердечником части кабеля.

2. Увеличить поперечное сечение ферритового сердечника.

3. Внутренний диаметр кабельного феррита должен быть наиболее близок (в идеале – равен) к внешнему диаметру кабеля.

4. Если позволяют конструктивные особенности пары кабель – феррит, можно сделать несколько витков (как правило, один – два) кабеля вокруг ферритового сердечника. Обобщая вышесказанное, можно сказать, что наилучший ферритовый сердечник – самый длинный и толстый из тех, что могут быть размещены на конкретном кабеле. При этом внутренний диаметр кабельного феррита должен по возможности совпадать с внешним диаметром кабеля.

Да, точно, мне же иногда попадались к оборудованию отдельно приложенные такие бочоночки:

Как пользоваться кабельным ферритом ?

Иногда в продаже можно встретить разъёмные кабельные ферриты в пластиковой оболочке (термоусадочной трубке) с двумя защёлками. Как ими пользоваться? Раскрытый ферритовый цилиндр надевается на кабель, который необходимо защитить от электромагнитных помех и наводок, примерно в 3 см от наконечника кабеля. Делается петля вокруг оболочки цилиндра. После этого оболочка защелкивается. Для надёжности можно оснастить ферритовым цилиндром и другой конец кабеля.

Тогда, почему на всех кабелях нет ферритовых колец? Потому, что ферритовые кольца это не единственный способ оградить провод от воздействия помех. Не менее эффективно и экранирование провода. Либо же кабель просто дешевый и не качественный.

Отличается ли чем-то обычный кабель от кабеля с таким черным цилиндром? Спойлер: да.

Вы, наверное, не раз замечали их на концах USB- и HDMI-кабелей. Что это за цилиндры на проводах? Ответ — ферритовые фильтры. Что это такое и зачем это нужно, мы сейчас расскажем.

Феррофильтры: как кабели «выпускают пар»

Цилиндр на конце кабеля заполнен кусочками феррита. Благодаря своим уникальным свойствам это вещество способно захватывать электромагнитное поле и превращать его в тепло, которое потом рассеивается.

Таким образом, феррофильтр устраняет лишнее электромагнитное поле, генерируемое кабелем. А это помогает убрать шумовые помехи в кабеле и повысить качество электрического сигнала — что очень важно для стабильной передачи данных.

Поэтому ферритовые фильтры устанавливаются на всех дата-кабелях — к которым как раз относятся USB и HDMI.

Что будет, если снять ферритовый фильтр?

Если из любопытства вы попробуете снять с кабеля ферритовый цилиндр, то ждите ухудшения качества сигнала. Без устранения шумовых помех в кабеле данные могут теряться.

Например, видео, передающееся на телевизор по HDMI-кабелю, будет пропадать. Но только в том случае, если феррофильтр — единственная защита кабеля от шумов. Это обычное дело для старых или недорогих кабелей (на которых обычно и можно увидеть цилиндры).

Более качественные кабели (например, оригинальный USB, поставляющийся с вашим смартфоном) защищены при помощи экранирования. Внутри кабеля медный провод покрыт специальной оплеткой, выступает в роли экрана шумов.

Что будет, если надеть ферритовый фильтр?

Феррофильтры для кабелей успешно продаются в качестве запчастей. Можно купить себе такой и надеть его на кабель в качестве вспомогательного элемента для улучшения сигнала.

Но не факт, что вы заметите видимое улучшение. Если кабель экранированный, он и так будет передавать сигнал с минимумом помех. Поэтому смысл надевать ферритовое кольцо есть, только если кабель при передаче данных выдает видимые помехи. Кстати, феррофильтр можно надеть не только на дата-кабель, но и на другие виды: например, сетевые кабели.

Если при просмотре фильмов с ноутбука на телевизоре по HDMI-кабелю изображение «запинается» или пропадает, можно попробовать установить феррофильтр. Как правило, это полностью устраняет проблему.

Читайте также: