Mucho es los que se ha dicho sobre la importancia de usar ferritas en radios y otros equipos
domésticos para combatir el QRM. Sin embargo, es poco lo que se ha escrito sobre las
diferentes opciones y donde comprarlas. Todos sabemos lo difícil que resulta adquirir núcleos
de ferrita en nuestros países, ni que decir obtener especificaciones correctas de dichos
núcleos. Al final terminamos adquiriéndolos del extranjero.
En este artículo trataremos de explicar y responder a las dudas más comunes al respecto:
• ¿Cómo puedo saber si las ferritas que compre son buenas, malas o completamente
inútiles?
• ¿Obtengo lo que pago? ¿Las ferritas más caras son mejores que las más
económicas?
• ¿Una ferrita es suficiente? ¿Justifica poner dos o más juntas?
• ¿Existe alguna ventaja en usar ferritas en pinza en lugar de anillos o cuentas?
• ¿Las ferritas más pesadas son mejores que las livianas?
• ¿En qué rango del espectro van a funcionar estas ferritas?
Las ferritas son básicamente una mezcla de hierro y algunos
otros óxidos, moldeados en formas variadas. Las
características de estas mezclas son las que determinan
cómo y dónde se usan. Cuando se pasa un cable a través de
un aro, cilindro o cuenta, o cuando se enrolla sobre una
barra, se genera una resistencia al paso de la RF, pero este
efecto varía de acuerdo con la frecuencia aplicada al cable.
Cada mix tiene sus propias características de impedancia
que le permite absorber corrientes RF no deseadas antes de
que estas lleguen a los receptores. Desafortunadamente no
es posible decir cuáles son estas características con solo
mirar los núcleos.
A continuación, se detallan los experimentos llevados a cabo por Ian Jackson VK3BUF en los
laboratorios de QRM Guru. Se obtuvieron muestras de tamaño similar de proveedores
australianos, Jaycar, Altronics y QRM Guru. El universo de muestras estuvo compuesto por
elementos caros con documentación, así como los económicos, genéricos comprados por
internet.
La metodología de pruebas es importante.
Se utilizó un analizador de espectro entre
100KHz y 450MHz, aun cuando el rango de
análisis de la herramienta fuera mucho
mayor. El analizador mostró las ganancias y
pérdidas de RF entre dos puntos
cualesquiera en el espectro radial. Fue
preciso normalizar para compensar
cualquier capacitancia o inductancia espuria
en el área de pruebas. Esto se convirtió en
la línea de referencia antes de aplicar cualquier filtro. Cuando cualquier ferrita desconocida
es colocada en el conductor de pruebas, obtenemos una medición clara y única de las
características del elemento. Con este arreglo se obtiene una gráfica de cada muestra que
indica cinco valores únicos que identifican su efectividad:
• La frecuencia más baja donde el elemento cae por debajo de -3bB.
• La frecuencia más alta donde la curva cruza el punto de -3dB.
• La frecuencia (MHz) donde se puede apreciar la máxima atenuación.
• El máximo grado de atenuación que ocurre.
• El peso en gramos de cada elemento de ferrita.
Cabe resaltar que este artículo se enfoca únicamente en el uso de ferritas para la reducción
de ruidos. En este rol la absorción de energía es poca. En entornos de alto voltaje, tales como
un balún de transmisión, hay un límite de potencia RF luego del cual la absorción de energía
no es efectiva y sus características comienzan a distorsionarse.
RESULTADOS DEL ESTUDIO
De la tabla se pueden deducir las siguientes observaciones:
Marca Código Ítem Descripción Grosor
Cable
A -3dB
Bajo
B -3dB
Alto
C Frec
max att.
D Att
max dB
E
Peso
Jaycar LF1290 J1 Pinza
grande
12 mm 7.20 Mhz 190 Mhz 45 Mhz -7.80 dB 68
gr
Jaycar LF1294 J2 Pinza
grande
6 mm 5.00 Mhz 181 Mhz 42 Mhz -8.30 dB 23
gr
Jaycar LF1292 J3 Pinza media 8 mm 17.00 Mhz 108 Mhz 47 Mhz -4.80 dB 13
gr
Altronics L4644 A1 Pinza media 6 mm 5.00 Mhz 172 Mhz 38 Mhz -8.30 dB 32
gr
Altronics L4669 A2 Pinza media 8 mm 8.00 Mhz 161 Mhz 43 Mhz -7.00 dB 24
gr
Altronics L4810A A3 Aro 25mm 5 mm 3.00 Mhz 148 Mhz 34 Mhz -7.70 dB 12
gr
Altronics L4534A A4 Aro medio 20 mm - - 85 Mhz -0.26 dB 30
gr
QRM Guru Q1 Pinza
grande
12 mm 14.70 Mhz 110 Mhz 47 Mhz -5.00 dB 28
gr
QRM Guru Q2 Pinza
grande
8 mm 18.50 Mhz 147 Mhz 55 Mhz -4.90 dB 20
gr
QRM Guru Q3 Aro grande 35 mm - - 2 Mhz -1.00 dB 78
gr
Ebay E1 Pinza
grande
12 mm 33.00 Mhz 80 Mhz 50 Mhz -3.80 dB 28
gr
Ebay E2 Pinza
grande
8 mm 21.50 Mhz 136 Mhz 54 Mhz -4.75 dB 19
gr
Ebay E3 Pinza media 6 mm 25.00 Mhz 86 Mhz 48 Mhz -3.80 dB 11
gr
Ebay E4 Pinza chica 4 mm 26.70 Mhz 80 Mhz 46 Mhz -3.70 dB 7 gr
Ebay E5 Pinza chica 3 mm - - 89 Mhz -2.70 dB 8 gr
Fair Rite 0431
164181
F1 Pinza
grande
12 mm 3.10 Mhz 205 Mhz 41 Mhz -8.20 dB 65
gr
MARCAS Vs. PRECIOS
La primera observación significativa es que todas funcionan. Indistintamente del origen,
ninguna de las muestras analizadas fue falsa o defectuosa. Todas fueron capaces de suprimir
RF en mayor o menor grado.
TIPO DE MIX
La siguiente observación (con la excepción de los aros de hierro Altronics) es que todas estas
ferritas están compuestas de mixes similares, que corresponde razonablemente con el Mix
43. Esto indica que su uso es apropiado para frecuencias HF y para VHF en la parte baja del
espectro. Los aros Altronics L4534A son de polvo de hierro con diferentes características y se
usaron como contraste en las pruebas.
TAMAÑO Vs. PESO
Si bien las ferritas divididas (Clamp On) vienen en tamaños y formas distintas, es razonable
pensar que las más grandes trabajaran mejor que las
pequeñas, pero ¿es esto realmente el caso? La respuesta
parece ser un SI parcial. Examinemos los números de la tabla
(publicada en la edición anterior). Las ferritas de aro sólido
Altronics L4534A (A3) tuvieron un desempeño superior a las
divididas de peso similar, como las Jaycar LF1294 (J2). Hay
una correlación entre la efectividad de la ferrita y el grosor de
la pared de esta. Esto equivale a una densidad mayor alrededor
del cable conductor que provee un desempeño superior. Por el
contrario, la muestra E1 de Ebay es una ferrita dividida
grande para cable de 12mm. Esta pared delgada reduce
la efectividad. Este efecto no es malo como se puede
observar a primera vista, por lo tanto, no compre solo
pinzas de pared gruesa. En este artículo se verán formas
efectivas de usar estas ferritas divididas. El comentario
final en relación con el tamaño de las ferritas es que las
más pequeñas no cuentan con masa suficiente para
tener un buen desempeño.
¿SON LOS NUCLEOS SOLIDOS DE FERRITA MEJORES QUE LOS DIVIDIDOS?
Esta pregunta es muy fácil de responder. Dos aros de ferrita de
tamaño similar, con diámetro interior similar y material similar,
tienen resultado de desempeño similar, sino idéntico. Teniendo
esto en cuenta, la ventaja obvia es que los aros divididos se
pueden colocar en cables sin la necesidad de quitar los
conectores. No hay otras ventajas.
¿CUÁL ES LA MEJOR MANERA DE USAR LAS FERRITAS?
La pregunta a responder debería ser ¿Cuál es la configuración optima para el uso de ferrita
divididas? Es fácil imaginar que dos pinzas son mejores que una, pero ¿Qué tanto mejor?
Para este ejercicio nos enfocaremos
en las pinzas de QRM Guru (Q2)
diseñadas para cables de 8mm.
Como era de esperar, duplicar las
pinzas nos da una absorción de RF
adicional de 3dB. En 55MHz el pico
de absorción salta de -4.40dB a -
7.54dB. Esto nos dice que, si una
pinza no hace el trabajo de manera adecuada, entonces ponerle otra seguramente va a
incrementar el desempeño. Pero cuidado, para lograr otros 3dB adicionales, es preciso
duplicar la cantidad de pinzas. Es decir, pasar de 2 a 4 unidades.
Seguidamente veremos qué pasa
cuando se incorporan vueltas de
cable dentro del conjunto. Siempre
que se disponga de espacio interior
para colocar otro cable, podemos
intentar incluir mas devanados. He
aquí lo que ocurre.
Es muy interesante observar que
una simple vuelta adicional
alrededor del núcleo, aumente la
absorción de -4.4dB a un enorme -
12.41 dB. Este aumento de 8dB
hace que una sola pinza provea la
misma efectividad que cerca de 6
unidades del mismo tipo de pinza
sobre un mismo cable.