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Praktikumsaufgaben zum Thema EMV / ESD

Maria Thumfart

Durch die zunehmend größeren Frequenzen, die in elektronischen Schaltungen auftreten wird es immer wichtiger, beim Schaltungsentwurf induktive Kopplungen zu berücksichtigen. Die folgenden zwei Praktikumsversuche sollen die Probleme, die durch nduktive Kopplung auftreten können, in möglichst einfachen Schaltungen zeigen.

Versuch 1: Induktive Kopplung

Der Versuch besteht aus einem 2m Koaxialkabel, dessen Außenleiter an den beiden Enden niederohmig verbunden sind. Weiters sind der Außen- und Innenleiter aufgespaltet, um die
auftretenden Ströme messen zu können. Im Außenleiter befindet sich ein 3,3 Ohm Widerstand, um den Einfluss der Steckerwiderstände zu verringern. Ein Ende des Koaxialkabels ist an einen Frequenzgenerator, das andere an einen 50 Ohm Widerstand angeschlossen.

Die Studenten werden nun davon ausgehen, dass der Großteil des Stroms über die niederohmige Verbindung fließt. Was für kleine Frequenzen auch stimmt. Je höher aber die Frequenz ist, desto mehr Strom fließt über den Außenleiter des Koaxialkabels, trotz des wesentlich höheren ohmschen Widerstandes. Das soll den Studenten verdeutlichen, dass beim Printentwurf nicht nur der Widerstand eines Strompfades, sondern auch seine Induktivität von Bedeutung ist.

Versuch 2: Elektrostatische Entladung

Weil die Abmessungen des ersten Versuchs doch sehr groß sind, könnten nun die Studenten auf die Idee kommen, dass der Effekt auf einer Printplatte wegen der kleineren Abmessungen nicht mehr von Bedeutung ist.

Abbildung 1: Schematische Darstellung Versuch 2

Abbildung 1: Schematische Darstellung Versuch 2

Ein D-Flip-Flop wird so verschaltet, dass es, immer wenn auf dem Takt eine Flanke auftritt, gesetzt wird. Es dient somit als Indikator für Störungen.

In diesem Versuch wird gezeigt, dass die Leitungsführung großen Einfluss auf die Empfindlichkeit der Schaltung auf äußere und innere Störungen hat.

20. April 2007