Abstract

EMV-Fachtagung 2020 online

Signalschnittstellenfilter - Wirksamkeit unter realen Bedingungen

Heinz ZENKNER, Würth Elektronik Österreich GmbH

 

Ein Filter ist ein frequenzabhängiger Spannungsteiler. Seine Wirksamkeit hängt maßgeblich von den Quell- und Lastimpedanzen ab. Die Dimensionierung in einer geschlossenen Schaltung ist im Allgemeinen einfach zu realisieren, doch wie sieht es an Signalschnittstellen aus? Welchen Einfluss nimmt das Schnittstellenkabel auf die Wirksamkeit des Filters hinsichtlich Abstrahlung von elektromagnetischer Energie?

Der Vortrag zeigt praxisnah die Problematiken, die bei der Implementierung von HF-Filtern in moderne Signalschnittstellen auftreten. Eine Besonderheit des Vortrags ist die Betrachtung der Wirksamkeit von Filtern anhand einer Praxisvorführung. Die Wirksamkeit von Filtern wird unter realistischen Impedanzbedingungen, über die Kopplung Antenne (= Peripheriekabel) – Antenne, im Vergleich zum 50Ohm-System gezeigt. Der Einfluss der variablen Antennenimpedanz, d.h. des „Peripheriekabels“, wird somit klar verständlich.

Entscheidend für die erforderliche Funktion eines Filters sind die dem System angepasste Topologie, die zugehörigen, für den Frequenzbereich geeigneten Komponenten, nur so kann die erforderliche Einfügedämpfung erreicht werden.
Beispiele von Filtertopologien mit verschiedenen Bauelementen werden am Messaufbau gezeigt.

Folgende Schritte sind für die Entwicklung des Tiefpasses notwendig: Die Eckfrequenz muss angepasst werden, dazu müssen Nutz- und Störsignal-Parameter festgelegt werden. Auswahl von Zi, ein SMD-Ferrit mit angepasster Kurve (u`, u``), hohe Wirksamkeit bei der Störfrequenz, (ZI hoch = u`` hoch im Störfrequenzbereich) müssen erfolgen. Zq muss klein sein, darf aber das Nutzsignal nicht beeinflussen.

Beispiele von Filtertopologien mit verschiedenen Bauelementen werden am Messaufbau gezeigt. Systemaufbau über direkten Anschluss des Filters am Spektrumanalysator und als Vergleich über Antennen – Antennenkopplung. Die Filtertopologien werden verglichen, ihre Wirkung im System bei Verwendung verschiedener Induktivitäten wird dargestellt.