EMV Galvanische Kopplung - Induktive Kopplung .doc

Galvanische Kopplung

Die Störspannung lässt sich mit folgender Formel berechnen:

Formel 1

In diesem Versuch haben wir feststellen können, das mit zunehmender Frequenz des Nutzsignals eine Phasenverschiebung zwischen den Signalen (U_Nutz & U_Stör) von annähernd 90° zu erkennen ist.

Abhilfemaßnahmen:

Folgende Maßnahmen können zur Vorbeugung galvanischer Kopplung ergriffen werden:

-          möglichst kurze Leitungen

-          angemessen große Leiterquerschnitte

-          möglichst kleine Abstände zwischen Hin- und Rückleiter

-          flache Leiterprofile

-          gitterförmige bzw. flächenförmige Ausbildung des Bezugsleiters

-          bei mehrlagigen Leiterplatten: maschenförmige Bausteinversorgung

Induktive Kopplung

Abbildung 1

Formel 2

Aus der Formel ist zu entnehmen, dass die Störspannung proportional zu der Frequenz ist.
In Abbildung 1 sind die Abweichungen auf die niedrigen Frequenzen zurückzuführen, bei denen die Kopplungsmechanismen noch nicht so ausgeprägt sind.

Abbildung 2

In Abbildung 2 ist zu erkennen ,dass die Störspannung exponentiell abnimmt, wenn der Abstand zwischen störendem und gestörtem Kreis zunimmt. Die Formel bestätigt unsere Messergebnisse

Formel 3

mit a₁ = Länge des gestörten Leiters

l = Länge des störenden Leiters

r₀ = Abstand zwischen zwei Leitern

Wie man aus der Tabelle entnehmen kann, ist die Störspannung nahezu vom Widerstand unabhängig, da es sich bei induktiver Kopplung um eine eingeprägte Spannung handelt.

Abhilfemaßnahmen:

Folgende Maßnahmen können zur Vorbeugung induktiver Kopplung ergriffen werden:

- Gegeninduktivität möglichst klein halten:

·         möglichst geringe Länge der Leiter, d.h. kompakter Aufbau

·         Abstand zwischen Energie- und Informationsleitungen möglichst groß

·         klein halten der Fläche a*l

-          Koppelfluss in dem gestörten System durch eine Kurzschlussschleife reduzieren

-          Entkopplung der Kreise durch orthogonale räumliche Anordnung der Systeme

-          Kompensation der Störspannung durch Verdrillung

-          Schirmung von Kabeln, Leitungen und Baugruppen

Messwerttabellen siehe Anhang

Kapazitive Kopplung

Abbildung 3

Bis zu der Frequenz von 200kHz steigt die Störspannung kontinuierlich an, da der Widerstand des Koppelkondensators mit steigender Frequenz kleiner wird. Ab 200kHz wirkt der Kondensator wie ein Kurzschluss und nur noch der Widerstand in der Schaltung bestimmt die Höhe der Störspannung.

Die Formel bezieht das reelle Verhalten der Bauteile nicht mit ein, so dass die Störspannung theoretisch immer weiter ansteigt.

Formel 4