Benutzer:Bmund

Kopplungswiderstand, Schirmdämpfung und Kopplungsdämpfung

Die Schirmwirkung von Kabelschirmen oder Bauteilen wird bei tiefen Frequenzen durch den Kopplungswiderstand R_K und bei hohen Frequenzen durch die Schirmdämpfung a_S beschrieben. Bei geschirmten symmetrischen Kabeln oder Elementen gilt die Kopplungsdämpfung a_C, als Summe aus Unsymmetriedämpfung a_U des symmetrischen Paares und der Schirmdämpfung a_S des Schirmes als Mass für die Schirmwirkung.

Kopplungsübertragungsfunktion

Die Schirmdämpfung eines Kabels, eines Steckers oder eines Bauteiles kann nur im Bereich der Wellenausbreitung, (elektrisch lang), gemessen werden, während der Kopplungswiderstand nur im elektrisch kurzen Bereich ermittelt werden kann. Die Frage, wann bei einem Bauteil oder bei einem Kabel die Wellenausbreitung beginnt, hängt sowohl von der Länge des Elementes als auch von der Frequenz ab.

Nach EN 50289-1-6 ist die Kopplungslänge L_c elektrisch kurz, wenn:

$L_{c}\leq {\frac {c}{10\cdot f\cdot {\sqrt {\epsilon _{r1}}}}}$

oder elektrisch lang, wenn:

$L_{c}\geq {\frac {c}{10\cdot f\cdot |{\sqrt {\epsilon _{r1}}}-{\sqrt {\epsilon _{r1}}}|}}$

dabei ist c die Lichtgeschwindigkeit im freien Raum

Die Kopplungsübertragungsfunktion T_n,f stellt den Verlauf von Kopplungswiderstand R_K und Schirmdämpfung a_S eines Kabelschirmes bzw. eines geschirmten Bauelementes oder Steckers über der Frequenz dar. Der Kopplungswiderstand ist unabhängig von den Ausbreitungsbedingungen im Kabel bzw. im Bauteil und dessen Umgebung; bei der Schirmdämpfung sind die Eigenschaften von innerem und äusserem System zu berücksichtigen.

Bild 1 - Gerechnete Kopplungsübertragungsfunktion T_n,f eines Geflechtsschirms.

Bei tiefen Frequenzen, bis ca. 100 kHz entspricht der Kopplungswiderstand etwa dem Gleichstromwiderstand des Schirms. Im Bereich von ca. 1 MHz sinkt der Kopplungswiderstand durch Wirbelstromverluste im Schirm und steigt dann bei Schirmen aus Geflechten mit ca. 20 dB pro Dekade an.

Oberhalb der Grenzfrequenzen f_n,f (c = cutt off, n = nah, f = fern) beginnt der Bereich der Wellenausbreitung bzw. der Bereich, in dem die untersuchten Objekte als elektrisch lang zu betrachten sind. In diesem Bereich ist die Schirmdämpfung das quantitative Merkmal des Kabelschirms.

Triaxialverfahren

Das zu prüfende Kabel oder Bauteil wird an einem Ende mit einem Stecker und am anderen Ende mit einem Abschlußwiderstand versehen. Der Prüfling wird in das Rohr eingebaut und am senderseitigen Ende mit dem Rohr kurzgeschlossen. Im Falle koaxialer Prüflinge bildet das Koaxialkabel mit dem Messrohr ein triaxiales System; wobei das zu prüfende Kabel das innere System und der Kabelschirm mit dem Rohr das äussere System bilden. Über den Sender wird Energie in das zu prüfende Kabel bzw. in das innere System eingespeist.

Bild 2 - Triaxialer Messaufbau zur Messung von Kopplungswiderstand und Schirmdämpfung

Die aus dem zu prüfenden Kabel bzw. aus dem inneren System austretende Energie breitet sich im äußeren System aus. Für die, zum sendernahen Ende laufende Welle entsteht durch den Kurzschluss eine Totalreflexion, so dass am Empfänger die Überlagerung aus hin- und rücklaufender Welle bzw., aus Nah- und Fernnebensprechen gemessen wird.

Das Triaxiale Messverfahren ist in EN 50289-1-6 sowie in IEC 62153-4-3 und in IEC 62153-4-4 genormt.

Guter Beitrag

ich habe mir erlaubt, diesen Beitrag teilweise in Transferimpedanz einzubinden. Bob Frost 19:12, 3. Jan. 2008 (CET)