Einfache Stromzange für HF

Transkript

1 Einfache Stromzange für HF Vortrag zum EMV-Seminar 2008 in Bebra (Aus dem EMV-Distriktsseminar Ruhrgebiet in Dinslaken 2007) DJ7UA Dr. Mario Perkuhn

2 Motivation, sich mit dem Thema HF-Stromzange zu befassen: Einströmung als vermutete Hauptursache bei EMV-Problemen im Kurzwellenbereich

3 Problem 1: HF-Einstreuung in NF-Verstärker, Mikrofoneingang etc. wegen falscher Erdung Das Masseproblem: Signalmasse muss bis zum Eingang auf der Baugruppe isoliert verdrahtet werden, aber die Abschirmung muss an die Chassis-/Gehäusemasse

4 Mantelwellen Problem 2: Einstreuung ins Hausnetz durch Erdströme bzw. Mantelwellen Die Erdung der Station sollte keine HF-Erde sein! HF-Erdströme Auf der Antennenspeiseleitung dürfen nur Gegentaktwellen auftreten. Abhilfe: Mantelwellensperre

5 Falsche Erdung Richtige Erdung Problem 3: Erdschleifen, sternförmige Erdung notwendig!

6 Beispiele für Entstörmaßnahmen (Quelle: ARRL- Handbook 2007)

7 Beispiele für Entstörmaßnahmen Verdrosselung Lautsprecherfilter NF-Eingangsfilter (Quelle: ARRL-Handbook 2007) Tipps: Nie Parallel-C s an LS-Ausgang! Zerstörungsgefahr! Möglichst anstreben, dass keine bleibende Veränderung am Gerät entsteht.

8 Vorgehensweise bei Einströmungsproblemen: Lokalisieren der (HF-) stromführenden Leitungen durch Abziehen der Kabel (Suche nach dem Hauptübeltäter) Vermindern der HF-Ströme durch Drosseln, HP-Filter, Sperrfilter mit ausreichend hoher(!!) Sperrimpedanz Vermindern der HF-Ströme durch sternförmige Erdung

9 Verbesserungen an der eigenen Station: Möglichst symmetrische, horizontal polarisierte Antennen verwenden 2 Mantelwellensperren verwenden: Eine an der Antenne und eine hinter der Station HF auf dem TRX-Gehäuse verursacht nicht nur Modulations-, sondern auch TVI-/BCI-Probleme SWR darf sich mit/ohne Stationserdung nicht ändern Tiefpassfilter im Senderausgang sind bei heutigen KW-Geräten rausgeworfenes Geld

10 Fragestellungen: Wie kann die Situation beim Verdacht auf Einströmungsprobleme untersucht werden? Wie kann die Sperrwirkung von Drosseln, Mantelwellensperren etc. gemessen werden? Womit lassen sich die Effekte von Verbesserungsmaßnahmen quantitativ bewerten?

11 Die Lösung: Bastelprojekt HF-Stromzange Fast zum Nulltarif: Ferrit-Klappkern und Leimzwinge

12 Bastelprojekt HF-Stromzange: Kalibrierung Sogar eine Kalibrierung ist möglich: I = U[V]*0,124A, hier also I = 10,8*0,124 A = 1,34 A

13 Ergebnis Kalibrierung: Kennlinie Kennlinie M essspannung v s HF -S trom F req u en cy 1,85 3,70 7,00 14,20 28,50 U_DC_probe [V] 2 0 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 I_probe [A ] Die Kennlinie ist erstaunlich linear und frequenzunabhängig

14 Auswertung Kalibrierung: Genauigkeit F itted L ine P lot U_DC _probe = - 0, ,047 I_probe S 0, R-S q 99,7% R-S q (ad j) 99,6% U_DC_probe 2 0 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 I_probe Die Regression ergibt 99,6% für das Bestimmtheitsmaß

15 Messungen im eigenen Haus (Werte HF-Strom in Ampere, P=100 Watt, in Klammern nach Anwendung Mantelwellensperre) 160m-Band: Koaxkabel TX hinter SWR-Bridge: 0,109 (0,0061) Netzkabel Station: 0,0880 (0,0120) 80m-Band: Koaxkabel TX hinter SWR-Bridge: 0,0744 (0,0124) Netzkabel Station: 0,0737 (0,057) Erdungskabel Antenne: 0,046 (0,117) TV Antennenkabel: 0,058 Telefonanschlusskabel: 0,0717 (0,0669)

16 Anwendungsbeispiel: Störung in Dolby-Surround-Anlage 80m-Betrieb verursacht Störungen

17 Störung in Dolby-Surround-Anlage Ein Blick hinter die Kulissen lässt verzweifeln Ein Abziehen der Kabel oder ein probeweises Verdrosseln ist sehr aufwändig

18 Störung in Dolby-Surround-Anlage Übeltäter durch Messung identifiziert: Verbindung zum Subwooferverstärker Eine einfache Ringkerndrossel reicht als Abhilfe, HF-Strom von 0,3 auf 0,02 A reduziert

19 Vorteile: Teile aus der Bastelkiste, vom Flohmarkt und Baumarkt Aufsägen des Ringkernes nicht erforderlich Zeitersparnis: Kein Auftrennen des Strompfades nötig Quantitative Aussage über Verbesserungsmaßnahmen möglich Auch hohe Sperrimpedanzen können bewertet werden Unterstützung bei der Reduzierung von EMV-Kollisionen im Nahbereich