ในโลกของคลื่นวิทยุที่น่าสนใจ ความบริสุทธิ์ของสัญญาณมักจะเป็นตัวกำหนดคุณภาพของการสื่อสาร ผู้ที่ชื่นชอบวิทยุหลายคนต้องดิ้นรนกับสัญญาณรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าเมื่อพยายามสร้างระบบไร้สายที่มีประสิทธิภาพสูง วิธีแก้ปัญหาอาจอยู่ในส่วนประกอบที่ไม่โอ้อวด: แกนเฟอร์ไรต์แบบวงแหวน

แกนเฟอร์ไรต์แบบวงแหวนเป็นส่วนประกอบแม่เหล็กรูปวงแหวนที่ทำจากวัสดุเฟอร์ไรต์ ซึ่งเป็นสารประกอบเซรามิกที่สร้างขึ้นโดยการเผาออกไซด์ของเหล็กกับออกไซด์ของโลหะอื่นๆ แกนเหล่านี้แสดงให้เห็นถึงการซึมผ่านของแม่เหล็กสูงและการสูญเสียพลังงานต่ำ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการใช้งานความถี่สูง

การออกแบบวงปิดของแกนวงแหวนช่วยกักเก็บฟลักซ์แม่เหล็กภายในแกนได้อย่างมีประสิทธิภาพ ลดการรั่วไหลและเพิ่มประสิทธิภาพของส่วนประกอบเหนี่ยวนำ

• การซึมผ่านสูง: เพิ่มเอฟเฟกต์การเหนี่ยวนำและปรับปรุงความจุในการจัดเก็บพลังงาน
• การสูญเสียพลังงานต่ำ: ประสิทธิภาพที่เหนือกว่าในวงจรความถี่สูงเมื่อเทียบกับแกนเหล็กแบบดั้งเดิม
• การปราบปราม EMI: การออกแบบวงปิดช่วยลดสัญญาณรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพ
• ขนาดกะทัดรัด: ช่วยให้ส่วนประกอบเหนี่ยวนำมีขนาดเล็กลงและเบาขึ้นสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่

แกนเฟอร์ไรต์แบบวงแหวนทำหน้าที่สำคัญในการใช้งานความถี่วิทยุ (RF) โดยเฉพาะอย่างยิ่งในอุปกรณ์วิทยุสมัครเล่น:

ส่วนประกอบเหล่านี้จะระงับสัญญาณรบกวนโหมดทั่วไป ซึ่งเป็นสัญญาณที่ไม่พึงประสงค์ที่ปรากฏเท่ากันบนตัวนำทั้งสองเมื่อเทียบกับกราวด์ การพันสายเคเบิลรอบแกนวงแหวนจะปิดกั้นกระแสโหมดทั่วไปได้อย่างมีประสิทธิภาพ ช่วยปรับปรุงความคมชัดของสัญญาณ

Baluns เชื่อมต่อเสาอากาศแบบสมดุล (เช่น ไดโพล) กับสายป้อนแบบไม่สมดุล (เช่น สายโคแอกเซียล) แปลงระหว่างสัญญาณสมดุลและไม่สมดุลในขณะที่รักษาการจับคู่ความต้านทานเพื่อลดการสูญเสียสัญญาณ

แกนเฟอร์ไรต์ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในหม้อแปลงและตัวเหนี่ยวนำ RF โดยให้ค่าการเหนี่ยวนำที่สูงขึ้นในแพ็คเกจที่เล็กกว่าเมื่อเทียบกับทางเลือกแบบแกนอากาศหรือแกนเหล็ก

ตัวกรองเหล่านี้กำจัดสัญญาณรบกวนความถี่สูงออกจากสายไฟ โดยมีแกนวงแหวนทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบสำคัญสำหรับการปราบปรามสัญญาณรบกวนที่มีประสิทธิภาพ

วัสดุเฟอร์ไรต์ที่แตกต่างกันแสดงคุณสมบัติทางแม่เหล็กและการตอบสนองความถี่ที่แตกต่างกัน ตัวแปรที่ใช้กันทั่วไปสองแบบ ได้แก่:

• เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก 2.4 นิ้ว (ประมาณ 6.1 ซม.)
• เหมาะสำหรับช่วง 1 MHz ถึง 50 MHz (การใช้งาน HF)
• เหมาะสำหรับโช้กโหมดทั่วไปความถี่สูงในสายป้อนเสาอากาศ
• ขนาดใหญ่กว่ารองรับสายเคเบิลที่หนากว่าและจำนวนรอบการพันที่มากขึ้น

• ประสิทธิภาพดีที่สุดที่ 1.8 MHz ถึง 10 MHz (แถบ HF ที่ต่ำกว่า)
• ให้ความต้านทานที่สูงขึ้นที่ความถี่ต่ำ
• ยอดเยี่ยมสำหรับการสื่อสารในย่าน 160m, 80m และ 40m

วัสดุเฟอร์ไรต์พิเศษอื่นๆ ได้แก่:

• Type 61: สำหรับการใช้งาน 25-300 MHz (VHF/UHF)
• Type 77: เหมาะสำหรับความถี่ต่ำกว่า 1MHz
• Type 52: ออกแบบมาสำหรับ UHF และความถี่ที่สูงกว่า

การเลือกแกนเฟอร์ไรต์ที่เหมาะสมต้องพิจารณา:

• ช่วงความถี่ในการทำงาน
• ลักษณะความต้านทานที่ต้องการ
• ข้อจำกัดด้านขนาดทางกายภาพ
• ช่วงอุณหภูมิในการทำงาน
• ข้อกำหนดการใช้งานเฉพาะ

เทคนิคการพันที่เหมาะสมช่วยให้มั่นใจได้ถึงประสิทธิภาพสูงสุด:

• เลือกขนาดสายไฟและการหุ้มฉนวนที่เหมาะสม
• รักษาการพันที่สม่ำเสมอและแน่น
• หลีกเลี่ยงแรงตึงของสายไฟที่มากเกินไป
• ยึดการพันด้วยเทปหรือสายรัด

ผู้ให้บริการวิทยุสมัครเล่นที่ประสบปัญหาการรบกวนสัญญาณรบกวนอย่างรุนแรงบนย่าน HF ระบุว่ากระแสโหมดทั่วไปในสายป้อนเสาอากาศเป็นสาเหตุ โดยการติดตั้งโช้กโหมดทั่วไป FT240-43 10 รอบใกล้กับตัวรับส่งสัญญาณ คุณภาพของสัญญาณดีขึ้นอย่างมากพร้อมกับสัญญาณรบกวนที่ลดลงอย่างมาก

สิ่งนี้แสดงให้เห็นว่าการเลือกและการนำแกนเฟอร์ไรต์ไปใช้อย่างเหมาะสมสามารถแก้ไขปัญหาการรบกวน RF ในโลกแห่งความเป็นจริงได้อย่างไร