【分解調査】HDMIケーブル付属のフェライトコアの必要性を解説
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- เผยแพร่เมื่อ 23 ก.ย. 2021
- HDMIケーブルを分解して、フェライトコアの性能を測定しています。
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EMCを勉強している学生ですが、
とてもわかりやすかったです！
いつも感謝して勉強させていただいています！
こちらこそ、学生さんに見てもらえるチャンネルになって、とても嬉しいです！
外来ノイズの混入に関して当該フェライトコアが効果を示さないとのご説明のようですが、そうでしょうか。機器間のGND電圧差としてのコモンモーノイズ、その所望信号への混入は、受電端において R/(R+jX) に抑制されるのではありませんか。ここでR：シールド外被抵抗（数十mΩ/m）、X：コアのリアクタンスです。製品がノイズ除去を目的に掲げているなら、第一にこのメカニズムを取り上げるのが適切かと思いました。
ご質問の意図をイマイチ理解できていませんが、HDMIは差動信号なので受信端でコモンモードの影響は除去されるかと思います。そのうえでメカニズムがどのような内容なのかご教授いただけると幸いです。
HDMIが差動伝送、かつデジタル信号である旨は衆知で、その前提でコモンモードチョークとしてのコアの働きを論ずるのですから、関心事は外来コモンモード電圧混入に着目したレシーブAMPのエラーと言う事になりそうです。
コアによるコモンモード外来電圧抑圧メカニズムについては、ご存じかと思いますが、念のため説明させていただきます。簡単のため通常の同軸ケーブルで考えます。送電ポート1-1'、受電ポート2-2'、（ダッシュがGND側）とし、送電ポート 1-1' を短絡、そうして外乱を模し外被1',2' 間に電流を流し、受電ポート 2-2'の電圧を測定します。これが零なら理想的ですが、外被の抵抗により、電圧が生じてしまいます。この同軸ケーブルをフェライトコアに通します。芯線と外被は１：１のトランスを形成しますので、外被1',2'間の交流電圧は、芯線側にも誘起し、結果受電ポート 2,2'電圧は相殺効果で僅少となります。相殺電圧は励磁リアクタンス部分だけですから、外来電圧抑圧効果は R/(R+jX) と近似されるでしょう。ここでR：シールド外被抵抗（数十mΩ/m）、X：コアのリアクタンスです。
動画中でお話の映像のノイズは、1-1'間に加わっているかに聞こえますが、1-1'間にあるのは所望の信号であってフィルタリングの対象ではなく、着目すべきは外被1',2' 間に加わる外来ノイズが及ぼす影響でしょう。
芯線を差動の２線に置き換えても、外来コモンモード電圧は同様に抑圧されます。仮にアナログ伝送なら、たとえ差動でもAMPのCMRRは有限ですから、コアによる外来ノイズの抑圧成果は必ず生じます。つまりコア有無「のみ」の変化に着目するならば、効果が顕著に現れない理由は「差動伝送だからではなく」、コアによる改善を図らずとも「コモンモードノイズ電圧が２値化信号の許容範囲にありそうだから」と結論されませんか。
コアが無くとも、外被抵抗数十mΩと外来電流の積電圧がレシーブAMPの同相入力電圧許容範囲を超える事は、低周波領域で、まれかもしれません。一方、高周波領域では大きなコモンモード電圧誘発の可能性があるものの、これもまた、ケーブルのインダクタンス自身が1mあたり1uH程度ある為のバラン効果により、無コア状態で受電ポートのコモンモードノイズ電圧は小さいでしょう。結果としてコア不要とされても良いかとは存じますが、考察過程を開示なされば、より啓蒙的になるだろうに、と感じた次第です。「差動だから」を非定量的に極言すればシールド不要論ともなりかねません。
HDMIのデータレートは10.4Gbpsといっても、複数の差動信号で送っているため、1組の差動信号のクロック周波数は200MHz程度だと思います。この程度のクロック周波数であれば、フェライトコアにも、差動信号に含まれるスキューやジッターによって生じるコモンモード成分のノイズを除去する効果はあるのではないでしょうか？
どの程度の効果を期待するのかにもよりますが、少しくらいは効果があるかもしれませんね。
こんにちは。
いつも有益な情報を有り難う御座います。
＞EMC対策
納得です、またイエローナイフ社のものはフェライトコア性能が
比較的劣る事、シールド線構造が単純であることなどよく判りました。
イエローナイフ社のものは見劣りしないように真似ているだけでは？
と私は思います。
フェライトコアは陶磁器の如く製造方法はノウハウの固まり秘中之秘と
聞いて居りますので単なる成分分析では再現難しいのでしょうね。
サンワさんこの動画視たら喜びそう。
外観だけで性能・品質の違いを見抜くことは難しいですが、分解してみると違いがよくわかりますよね。
あまりに無知なので教えてください。
ノイズ効果があるが、映像を改善するものではないと認識しました。
では、何のノイズが減るのでしょうか。
音でしょうか？
この装置をつけてノイズが軽減されたら、具体的にユーザーはどんな嬉しいことがあるのかが知りたいです。(マイクのホワイトノイズが減る、映像の音声出力のハムノイズが減る、映像のブロックノイズが減るなど)
ノイズと一口に言っても様々な種類があるので難しいですよね。
マイクのホワイトノイズやハムノイズは周波数が低いため、フェライトコアではほとんど効果が得られません。
どちらかというとEMC規格で規定された周波数で効果的で、FM帯や地デジ放送などに効果が得られやすいです。
そもそも作動信号がわからんし、それをディファなんちゃら言い直されてもわからん
出直してきます！
こちらこそ、改めて動画で解説します！
EMCさん何も知らない判らない怒素人です、教えて下さい、ラジオを良く耳にしますがご近所のエアコンや掃除機、洗濯機等のノイズに悩んでいます、ラジオ本体のバーアンテナを切り、外部アンテナに繋いでもいいものなのですか？又フェライトノイズフィルターはコンセントからの電源に取り付けたりしても無駄なのですか？判ることから直して行こうと考えて居ますが一つ一つ近所に聞く訳にも行かずどうしたものかと思案してます、特にAm帯が悪いです！ラジオ本体は外部アンテナ用接点もなく、Fmはロッドアンテナのみです、お目に止まれば教えて下さい、お願いします。
ラジオ本体に外部アンテナ用の端子がないのであれば対応が難しそうですね。
ラジオ本体のバーアンテナを切るのは推奨はされないでしょうが、もしやるなら電線を伸ばして別の場所にアンテナを設置してみると改善するかもしれません。
@@emc-engeer ヤッパリそうなんですね？今使っているラジオはAurexANX2と某メーカーの商品でCD再生Bluetoothが使えるので此れに気に入り購入したのですが、マンションで建物そのものが、鉄筋とコンクリートの塊なのでAm電波は雑音が多いとは聞いてはいたのですが、先日マンションの周りをポケットラジオを片手にイヤホーンで聴いてました所、表は車やバイク、大型車等が通るのですが、型落ちのバイク位しかノイズは入りません？今の車両はコンピューター制御、デストリビューター、ポイントプラグ等が無いので、ノイズ発生は殆んど無しと言っても間違いは無しと思いました、此れはご近所の電化製品から出て居るのだろうと考え、個々に訊ねる訳にもいかず、ベランダにアンテナを設置する事にしました、差し当り一つ一つ行ってダメであれば、削除方式で次の手を考えようと思います、ノイズフェライトコアは電源ケーブルに付ける物では無く、アンテナの出口、入口付近に付ける物なんですね？ついでの時にでも教えて下さい、現状報告です･･･
HDMIケーブルの良し悪しで画質が変わるんですよ。はっきりしてる商品がいいですね。フェライトコアではないことが理解できました。