Suche im Lexikon
Lexikon auf Ihrer Homepage Lexikon als Lesezeichen hinzufügen

Funkentst├Ârung

Funkentst├Ârung ist die Begrenzung von Funkst├Ârungen auf ein zul├Ąssiges Ma├č, das in Normen festgelegt ist, bzw. in konkreten Einzelf├Ąllen soweit, bis die St├Ârung beseitigt ist.

Die Funkentst├Ârung ist ein Unterbereich der EMV, siehe Elektromagnetische Vertr├Ąglichkeit. Gesetzlich geregelt ist Funkentst├Ârung zusammen mit der EMV f├╝r den zivilen Bereich in Deutschland im Gesetz ├╝ber die elektromagnetische Vertr├Ąglichkeit von Betriebsmitteln. ├ťberwacht wird die Einhaltung durch die Abteilung Funkmessdienst der Bundesnetzagentur, die entsprechende Messstellen und Messfahrzeuge unterh├Ąlt.

Inhaltsverzeichnis

Entstehung und Klassifizierung der Funkst├Ârungen

Breitbandst├Ârungen
Bei schnellen Strom├Ąnderungen entstehen elektromagnetische Oberwellen, die sehr hohe Frequenzen erreichen k├Ânnen. Besonders bei schnellen Ein-/Ausschaltvorg├Ąngen treten solche St├Ârungen auf, die ein breites Frequenzband ├╝berstreichen und bis weit in den Megahertz-Bereich reichen. Sie beeintr├Ąchtigen den Funkverkehr und sind im Alltag bei Rundfunk- und Fernseh├╝bertragungen als St├Ârungen h├Âr- oder sichtbar. Typische Quellen solcher St├Ârungen sind z.B. Elektromotoren mit Kollektoren oder die Z├╝ndanlagen von Verbrennungsmotoren. Charakteristisch f├╝r Breitbandst├Ârungen ist, dass ein breites Frequenzband nahezu l├╝ckenlos ├╝berstrichen wird und keine einzelnen konstanten St├Ârfrequenzen auftreten.
Schmalbandst├Ârungen
Hierzu z├Ąhlen hochfrequente Oszillatoren, z. B. zur Taktung eines Mikroprozessors in einem PC und deren Oberwellen. Charakteristisch ist die Frequenzkonstanz und der gro├če Abstand zwischen den Harmonischen im Verh├Ąltnis zur Messbandbreite. Auch bei Schmalbandst├Ârungen k├Ânnen Oberwellen auftreten.
Leitungsgebundene Funkst├Ârungen
Breiten sich ├╝berwiegend entlang von Leitungen, v. a. dem Stromversorgungsnetz, aus und dringen ├╝ber diese in andere Ger├Ąte ein. Beispiel: Nicht entst├Ârtes PC-Schaltnetzteil, das ├╝ber das Stromversorgungsnetz in das Netzteil eines Mittelwellen-Radios einkoppelt und dadurch dessen Empfang st├Ârt.
Feldgebundene Funkst├Ârungen
Breiten sich haupts├Ąchlich als Abstrahlung aus. Beispiel: PC mit schlecht abgeschirmten Anschlussleitungen. Hier wirken die Anschlussleitungen als Sendeantennen und koppeln die internen Taktfrequenzen des PCs als Funkst├Ârungen direkt in die Empfangsantenne eines in N├Ąhe stehenden UKW-Radios ein.
Dauerst├Ârungen
Hierzu z├Ąhlen alle Funkst├Ârungen, die dauernd ausgesendet werden. F├╝r diese St├Ârungen gelten die ├╝blichen Grenzwerte.
Diskontinuierliche St├Ârungen (Knacke)
Einzelne kurze Schaltknacke (< 200 ms), z. B. durch einen handbet├Ątigten Lichtschalter. F├╝r kurzzeitige St├Ârungen gibt es Erleichterungen bei den Grenzwerten.

In der Praxis gibt es nat├╝rlich Mischformen zwischen diesen Funkst├Ârungsarten.

Bewertung von Funkst├Ârungen

Funkst├Ârspannungsmessplatz zur Messung der leitungsgebundenen St├Âraussendung mit Pr├╝fling (Schaltnetzteil mit ohmscher Last) auf Holztisch, Netznachbildung zur Versorgung des Pr├╝flings, links daneben der Funkst├Ârmessempf├Ąnger mit aufgesetztem Panoramaadapter und daneben der PC zur Ansteuerung des Messempf├Ąngers und zur Dokumentation des Messergebnisses

Im zivilen Bereich ist es seit Jahrzehnten ├╝blich, Funkst├Ârungen nicht nur nach ihrer absoluten H├Âhe, sondern auch nach der H├Ąufigkeit ihres Auftretens zu bewerten. Hierzu wurde in Untersuchungen das L├Ąstigkeitsempfinden des menschlichen Geh├Ârs nachgebildet und in eine Bewertungskurve eingearbeitet, die sogenannte CISPR-Quasipeak-Bewertung. Diese f├╝hrt dazu, dass einzelne kurze Knacke nicht ber├╝cksichtigt werden, aber mit zunehmender H├Ąufigkeit immer sch├Ąrfere Grenzwerte gelten, bis zum Schluss die strengsten Grenzwerte f├╝r Dauerst├Ârungen erreicht sind.

Hiermit soll erreicht werden, dass der Aufwand, der f├╝r die Funkentst├Ârung betrieben werden muss, in technisch und wirtschaftlich vertretbarem Verh├Ąltnis zur St├Ârwirkung bleibt.

Im milit├Ąrischen Bereich dagegen ist diese Bewertung nach H├Ąufigkeit nicht ├╝blich, hier wird stets der Spitzenwert gemessen.

Beispiele aus der Praxis

Ein handbet├Ątigter Lichtschalter zur Zimmerbeleuchtung
Dieser wird normalerweise nur zwei- bis viermal am Tag bet├Ątigt und erzeugt nur einen kurzen Knack von wenigen Millisekunden Dauer. Es w├Ąre wirtschaftlich v├Âllig unsinnig, deswegen jeden Lichtschalter mit einem Entst├Ârfilter auszur├╝sten. F├╝r solche einfachen Ger├Ąte, die nur kurzzeitige St├Ârungen (< 200 ms) bei rein manueller Bet├Ątigung erzeugen, gelten keine Grenzwerte f├╝r die H├Âhe der St├Ârungen.
Heizl├╝fter mit Kollektormotor und Bimetallschalter als Thermostat
Hier muss der Motor nach den strengeren Dauerst├Ârgrenzwerten entst├Ârt werden, da er ja l├Ąngere Zeit laufen kann. Die Schaltknacke des Bimetallschalters zur Regelung der Heizwicklung werden dagegen separat bewertet und d├╝rfen eine bestimmte H├Ąufigkeit nicht ├╝berschreiten, daf├╝r dann aber ├╝ber dem Grenzwert f├╝r die Dauerst├Ârungen liegen.
Computer
Ein PC, der meist ├╝ber mehrere Stunden in Betrieb ist und schmalbandige Dauerst├Ârungen erzeugt, muss die strengeren Grenzwerte f├╝r diese schmalbandige Dauerst├Ârungen einhalten, denn wenn hier eine St├Ârfrequenz in einem Nutzfrequenzbereich liegt, ist der Funkempfang auf dieser Frequenz dauernd gest├Ârt.

Unterdr├╝ckung von Funkst├Ârungen

Um Funkst├Ârungen zu verringern, gibt es verschiedene M├Âglichkeiten:

  1. Reduzierung der Funkst├Ârungen schon an der Quelle, z. B. durch Verschleifung des Stromanstiegs bei Schaltvorg├Ąngen durch Vorwiderst├Ąnde, Kondensatoren und Drosseln. Bei Z├╝ndanlagen werden h├Ąufig Widerst├Ąnde in die Z├╝ndkabel eingesetzt, um den Stromanstieg zu begrenzen, bei Triacs in Phasenanschnittsteuerungen werden S├Ąttigungsdrosseln in Reihe zum Triac geschaltet. Nachteilig ist hierbei die durch den langsameren Stromanstieg erh├Âhte Verlustleistung bei Halbleiterschaltern, die als W├Ąrme abgef├╝hrt werden muss und den Wirkungsgrad verringert.
  2. Abschirmung der St├Ârquelle, z. B. durch geschirmte Z├╝ndkerzenstecker. Elektronische Baugruppen mit Schwingungserzeugern im Hochfrequenzbereich werden h├Ąufig durch hochfrequenzdichte Metallgeh├Ąuse abgeschirmt.
  3. Filterung von Leitungen von und zur St├Ârquelle, z. B. Stromzufuhr ├╝ber Durchf├╝hrungskondensatoren, bei denen die Versorgungsleitungen durch einen koaxialen Kondensator gef├╝hrt werden, der mit dem Geh├Ąuse verl├Âtet ist. Bei Haushaltsger├Ąten und Werkzeugen mit Kollektormotoren werden sogenannte Entst├Ârglieder eingesetzt, die aus Entst├Ârkondensatoren und/oder Drosseln bestehen. Solche Entst├Ârglieder m├╝ssen so nah wie m├Âglich an der St├Ârquelle liegen, um die Antennenwirkung der Zuleitungen auszuschalten. Es gibt verschiedene Ausf├╝hrungen, die aber alle auf eine der vier Grundschaltungen zur├╝ckgehen. Von Vorteil ist es, wenn das Geh├Ąuse der Ger├Ąte aus Metall besteht, weil dies eine zus├Ątzliche Abschirmung bewirkt.

Grundschaltungen von Entst├Ârgliedern

Das Grundprinzip beim Entwurf von Entst├Ârgliedern beruht immer auf einer m├Âglichst gro├čen Fehlanpassung an die St├Ârquelle im HF-technischen Sinn, damit die St├Ârungen wieder zur Quelle zur├╝ck reflektiert werden. Hat die St├Ârquelle eine hohe Impedanz, muss als erstes eine Kapazit├Ąt zur Entst├Ârung verwendet werden, denn diese stellt eine niedrige Impedanz dar, umgekehrt muss bei einer niederimpedanten St├Ârquelle zuerst eine Induktivit├Ąt vorgeschaltet werden. Da bei einer realen St├Ârquelle die Impedanz normalerweise unbekannt und frequenzabh├Ąngig ist, m├╝ssen Entst├Ârglieder in der Praxis immer in einem realen Messaufbau angepasst und in der Wirkung ├╝berpr├╝ft werden, siehe EMV-Messung. Meist ist eine Kombination von Kondensatoren und Drosseln erforderlich, die von den Absolutwerten und vom Frequenzgang her an die Impedanz der St├Ârquelle angepasst werden m├╝ssen. Zus├Ątzlich m├╝ssen noch Sicherheitsvorschriften beachtet werden (Ableitstrom, Ber├╝hrspannungen, Spannungsfestigkeit, maximal zul├Ąssige Temperaturen, etc.) sodass die Entwicklung von Entst├Ârgliedern eine gro├če Erfahrung erfordert.

Entst├Ârung mit Parallelkondensator

Entst├Ârung mit Parallelkondensator

Bei der einfachsten Entst├Ârmethode wird ein Entst├Ârkondensator parallel zur St├Ârquelle geschaltet. F├╝r die hochfrequenten St├Ârschwingungen stellt diese Kapazit├Ąt quasi einen Kurzschluss dar, weshalb sie stark ged├Ąmpft werden. <div style="clear:both"/>

Entst├Ârung mit X-Y-Kondensatoren

XY-Entst├Ârkondensator
Entst├Ârung mit X- und Y-Kondensator gegen Erde

Hier werden zus├Ątzlich zum Parallelkondensator zwei Entst├Ârkondensatoren, die auch in einem Geh├Ąuse eingebaut sein k├Ânnen, gegen den Schutzleiter (Erde) geschaltet. Dies bringt eine zus├Ątzliche D├Ąmpfung und zieht das Potential der Oberschwingungen auf Erdniveau. <div style="clear:both"/>

Entst├Ârung mit Drosselspulen

Entst├Ârung mit Drosselspulen

Drosselspulen in den Zuleitungen zum Ger├Ąt stellen einen hohen Widerstand f├╝r hochfrequente Signale dar, da der induktive Blindwiderstand mit der Gr├Â├če der Frequenz zunimmt. Damit werden gerade die St├Ârsignale ged├Ąmpft, so dass diese nicht ├╝ber die Zuleitung abgestrahlt werden k├Ânnen. Der Netzstrom dagegen kann fast verlustfrei die Spulen durchflie├čen. <div style="clear:both" />

Entst├Ârung ├╝ber Kondensator-Drossel-Kombinationen

Entst├Ârfilter f├╝r DC-Stromversorgung
In SMD-Schaltungen k├Ânnen statt der Spulen auch Ferrite eingesetzt werden.

Diese hochwertige Entst├Ârschaltung d├Ąmpft durch die Kondensatoren die St├Ârsignale. Die schwachen Restsignale werden durch die Drosselspulen weitgehend von den Zuleitungen getrennt. Bei dieser Schaltungsart k├Ânnen, je nach erforderlicher G├╝te der Entst├Ârung, auch mehrere Stufen nacheinander angeordnet sein. So werden bei st├Ârempfindlichen Ger├Ąten in die Stromversorgungsleitungen oft ÔÇ×Netzentst├ÂrungenÔÇť eingebaut, die vor und nach den Kondensatoren Drosseln haben. Diese Netzentst├Ârungen sollen Signale anderer St├Ârquellen, die die Netzspannung ├╝berlagern, unterdr├╝cken. <div style="clear:both"/>

Besondere Eigenschaften von Entst├Ârkondensatoren

Jeder Kondensator hat neben seinem kapazitiven Widerstand auch eine kleine induktive Komponente. Da dieser induktive Widerstand die Wirkung des Kondensators bei zunehmender Frequenz verschlechtert, werden f├╝r Entst├Ârzwecke spezielle Kondensatoren mit sehr kleinem induktiven Widerstand gefertigt.

Sicherheitsaspekte bei Entst├Ârma├čnahmen

Bei Ger├Ąten mit Y-Kondensatoren flie├čt immer ein kleiner Strom ├╝ber den Schutzleiter ab, der sogenannte Ableitstrom. Wenn der Schutzleiter im Fehlerfall unterbrochen ist, liegt u. U. an leitf├Ąhigen Teilen des Ger├Ątes eine Spannung an, die elektrische Schl├Ąge verursachen kann. Deshalb ist der Ableitstrom und damit die Gr├Â├če der Y-Kondensatoren bei netzbetriebenen Ger├Ąten begrenzt.

Siehe auch: Funktionserdung

Weblinks

Impressum AGB Datenschutz KundenserviceMediadatenfreenet AGJobsSitemap
gekennzeichnet mit
JUSPROG e.V. - Jugendschutz
freenet ist Mitglied im JUSPROG e.V.