Störungen elektronischer Geräte Klasse A

Je weniger Leistung, desto kleiner das Störfeld ringsum. Gebraucht wird nur so viel, wie für eine verständliche Verbindung nötig ist.

Kniff: Das ist zugleich eine Rechtspflicht: Die Sendeleistung darf nicht höher sein als für die Verbindung erforderlich. Die 750 W sind eine Obergrenze, kein Sollwert.

Warum die anderen nicht stimmen:

• auf die für eine zufriedenstellende Kommunikation erforderlichen 750 W eingestellt werden. – Der Satz widerspricht sich selbst: Was für eine Verbindung erforderlich ist, sind selten 750 W. Die Zahl ist eine Obergrenze.
• auf den maximal zulässigen Pegel eingestellt werden. – Genau das Gegenteil des Gewollten. Volle Leistung stört am stärksten.
• die Hälfte des maximal zulässigen Pegels betragen. – Eine feste Zahl hilft nicht — maßgeblich ist, was die Verbindung braucht.

Eine Erdung wirkt nur, wenn der Weg zur Erde bei der Betriebsfrequenz niederohmig ist. Jeder Blindanteil auf diesem Weg macht sie unwirksam.

Kniff: Bei Hochfrequenz ist schon ein kurzes Stück Draht eine Induktivität. Deshalb zählt nicht die Gleichstromverbindung, sondern die Impedanz bei der Betriebsfrequenz — kurz und breit statt lang und dünn.

Warum die anderen nicht stimmen:

• induktiv gekoppelt sein. – Eine induktive Kopplung ist gerade das Gegenteil einer niederohmigen Verbindung.
• über eine hohe Reaktanz verfügen. – Reaktanz ist der Blindwiderstand. Hoch bedeutet: Die Erdung wirkt nicht.
• über eine hohe Impedanz verfügen. – Ebenso — eine hochohmige Erdung ist keine Erdung.

Eine digitale Leiterplatte strahlt ihre Taktfrequenzen und deren Vielfache ab. Nur ein leitendes, geerdetes Gehäuse hält diese Felder auf.

Kniff: Kunststoff und Gießharz sind für Hochfrequenz durchsichtig. Sie isolieren elektrisch, aber sie schirmen nicht — geschirmt wird nur mit Metall.

Warum die anderen nicht stimmen:

• in einem Kunststoffgehäuse untergebracht wird. – Kunststoff hält kein Hochfrequenzfeld auf.
• in Epoxydharz eingegossen wird. – Vergießen schützt mechanisch. An der Abstrahlung ändert es nichts.
• über kunststoffisolierte Leitungen angeschlossen wird. – Die Isolierung einer Leitung hat mit der Schirmung nichts zu tun. Geschirmte Leitungen wären etwas anderes.

Ein Antennentuner sorgt dafür, dass die Endstufe ihre Sollast sieht, und arbeitet dabei zugleich als Filter. Ein zusätzliches Tiefpassfilter dämpft die Oberwellen weiter.

Kniff: Anpassung und Filterung gehen Hand in Hand: Eine fehlangepasste Endstufe arbeitet unsauberer und erzeugt mehr Oberwellen. Deshalb hilft der Tuner doppelt.

Warum die anderen nicht stimmen:

• mit einem hohen Stehwellenverhältnis zu arbeiten. – Genau das Gegenteil. Ein hohes Stehwellenverhältnis belastet die Endstufe und verschlechtert ihr Verhalten.
• nur vertikal polarisierte Antennen zu verwenden. – Die Polarisation hat mit unerwünschten Aussendungen nichts zu tun.
• die Netzspannung mit einem Bandpass für die Nutzfrequenz zu filtern. – Ein Bandpass für die Nutzfrequenz im Netzkabel ließe gerade die Störfrequenz durch. Und im Netz gehört ein Tiefpass hin, kein Bandpass.

Direkteinstrahlung heißt: Das starke Signal dringt unmittelbar in eine Baugruppe ein, ohne über die Antenne zu kommen. Es geht durch Gehäuse, Leitungen und Platine direkt in die Zwischenfrequenzstufe.

Kniff: Daran erkennt man es: Die Störung bleibt, auch wenn die Antenne abgezogen wird. Genau das prüft man als Erstes — und es ist das Merkmal, das die Fehlersuche entscheidet.

Warum die anderen nicht stimmen:

• Direktmischung bezeichnet. – Das ist ein Empfängerprinzip, bei dem ohne Zwischenfrequenz gearbeitet wird. Mit einer Störung hat das nichts zu tun.
• Direktabsorption bezeichnet. – Einen solchen Fachbegriff gibt es nicht.
• HF-Durchschlag bezeichnet. – Ein Durchschlag ist ein Isolationsversagen bei hoher Spannung. Hier geht nichts kaputt, es wird nur eingestreut.

Zum Gleichrichten braucht es eine gekrümmte Kennlinie. Die stärkste Krümmung in einem NF-Verstärker hat der Basis-Emitter-Übergang eines Transistors — er ist eine Diode.

Kniff: Aus dem Gleichrichten entsteht die hörbare Störung: Die Hochfrequenz selbst hört niemand, wohl aber ihre Hüllkurve, sobald sie gleichgerichtet wird. Deshalb stört SSB besonders — dort trägt die Hüllkurve die Sprache.

Warum die anderen nicht stimmen:

• an der Lautsprecherleitung. – Eine Leitung ist linear. Sie kann Hochfrequenz einfangen, aber nicht gleichrichten.
• an der Verbindung zweier Widerstände. – Auch Widerstände sind linear. Eine Lötstelle kann in Ausnahmefällen gleichrichten, das ist aber nicht der Regelfall.
• an einem Kupferdraht. – Ein Draht ist ein linearer Leiter.

Ausführlicher Rechen- bzw. Lösungsweg im Lehrgang des DARC: 50ohm.de/AJ106

Gestört wird über die Hüllkurve. SSB und CW haben eine stark schwankende Hüllkurve — bei SSB im Takt der Sprache, bei CW im Takt der Zeichen. FM und FSK haben eine konstante Hüllkurve.

Kniff: Konstante Amplitude heißt: Nach dem Gleichrichten kommt eine gleichbleibende Gleichspannung heraus, und die hört man nicht. Deshalb stören FM und FSK einen NF-Verstärker kaum, SSB und CW dagegen deutlich.

Warum die anderen nicht stimmen:

• Einseitenbandmodulation (SSB) und Frequenzmodulation (FM). – SSB stimmt, FM nicht — die Amplitude bleibt bei FM konstant.
• Frequenzmodulation (FM) und Frequenzumtastung (FSK). – Beide haben eine konstante Hüllkurve und stören am wenigsten.
• Frequenzumtastung (FSK) und Morsetelegrafie (CW). – CW stimmt, FSK nicht — bei FSK bleibt der Pegel durchgehend gleich.

Ein unselektiver Verstärker verstärkt alles, was hereinkommt. Ein starker Sender in der Nähe treibt ihn in die Begrenzung — und dann stört er alle Kanäle auf einmal.

Kniff: Unselektiv ist das Stichwort. Hätte der Verstärker ein Eingangsfilter, käme das fremde Signal gar nicht bis zur ersten Stufe. So aber wird er mit voller Leistung angesteuert.

Warum die anderen nicht stimmen:

• auf Grund seiner zu niedrigen Verstärkung beim Betrieb eines nahen Senders störend beeinflusst. – Die Verstärkung ist nicht das Problem — im Gegenteil, sie ist für das Störsignal zu hoch.
• durch Einwirkungen auf die Gleichstromversorgung beim Betrieb eines nahen Senders störend beeinflusst. – Möglich, aber nicht der wahrscheinlichste Weg. Bei einem unselektiven Verstärker ist der Signaleingang die offene Tür.
• auf Grund von Netzeinwirkungen beim Betrieb eines nahen Senders störend beeinflusst. – Auch das ist ein Nebenweg. Der Hauptweg ist die Übersteuerung am Eingang.

1,8 kW ERP unmittelbar auf die Nachbarantenne gerichtet ergeben dort ein sehr starkes Feld. Der Eingangsverstärker des Fernsehempfängers wird dadurch weit über seinen linearen Bereich hinaus ausgesteuert.

Kniff: 432 MHz liegen dicht neben den DVB-T2-Kanälen — die Vorselektion des Fernsehers trennt das nicht. Es ist also kein Oberwellenproblem des Senders, sondern eine Übersteuerung beim Nachbarn.

Warum die anderen nicht stimmen:

• zu Störungen der IR-Fernbedienung des Fernsehgerätes. – Die arbeitet mit Infrarotlicht. Funkwellen beeinflussen sie nicht.
• zu unerwünschten Reflexionen des Sendesignals. – Reflexionen betreffen die eigene Antennenanlage, nicht den Empfänger des Nachbarn.
• zur Erzeugung von parasitären Schwingungen. – Die entstehen im eigenen Sender durch Rückkopplung, nicht beim Nachbarn durch ein starkes Feld.

Auch hier ist die häufigste Ursache die Übersteuerung des Empfängereingangs. Ein starkes Signal auf einer beliebigen Frequenz treibt die Eingangsstufe in die Begrenzung.

Kniff: Das Kennzeichen: Der Empfänger ist gestört, obwohl die Sendefrequenz gar nicht in seinem Empfangsbereich liegt. Wäre es eine Oberwelle, träte die Störung nur auf einem bestimmten Kanal auf.

Warum die anderen nicht stimmen:

• eine zu große Hubeinstellung am VHF-Sender. – Ein zu großer Hub verbreitert das Signal um wenige Kilohertz. Bis in den DAB-Bereich reicht das nicht.
• eine nicht ausreichende Oberwellenunterdrückung des VHF-Senders. – Möglich, aber dann wäre nur ein einzelner DAB-Kanal betroffen — nämlich der auf der Oberwellenfrequenz. Die Übersteuerung stört alle.
• die unterschiedliche Polarisation von VHF-Sende- und DAB-Empfangsantenne. – Unterschiedliche Polarisation dämpft die Einkopplung sogar. Sie ist keine Störungsursache.

Ein digitaler Empfänger kann Störungen bis zu einer bestimmten Schwelle korrigieren. Darüber hinaus bricht der Empfang plötzlich ab — es rauscht, stottert oder das Gerät schaltet stumm.

Kniff: Digital heißt nicht störungsfrei, sondern "alles oder nichts". Es gibt kein langsames Schlechterwerden wie beim analogen Empfang, sondern eine Klippe.

Warum die anderen nicht stimmen:

• Die Differenz zwischen Störsignalfrequenz und der Abtastfrequenz ist im Gerätelautsprecher hörbar. – So verhält sich ein analoger Empfänger. Ein digitaler gibt entweder das decodierte Programm aus oder nichts.
• Die Lautstärke des Rundfunkempfangs schwankt sehr stark. – Das wäre analoges Schwundverhalten. Digital bleibt die Lautstärke gleich, bis der Empfang ganz abreißt.
• Der Rundfunkempfang bleibt einwandfrei, da die digitale Fehlerkorrektur alle Störungen eliminiert. – Die Korrektur hat eine Grenze. Oberhalb davon fällt der Empfang aus.

Zwei Wege müssen zu: der Antennenanschluss und alle anderen Leitungen. Vor der Antenne ein Hochpass, der Kurzwelle sperrt und die Nutzfrequenzen ab 40 MHz durchlässt — an allen übrigen Leitungen Ferritdrosseln gegen Mantelwellen.

Kniff: Es ist ein HOCHpass, kein Tiefpass. Gestört wird durch Kurzwelle, empfangen wird darüber — also muss das Tiefe weg und das Hohe durch. Ein Tiefpass täte genau das Verkehrte.

Warum die anderen nicht stimmen:

• Je ein Tiefpassfilter bis 40 MHz unmittelbar vor dem Antennenanschluss und in das Netzkabel der gestörten Geräte. – Ein Tiefpass lässt gerade die Kurzwelle durch und sperrt den Nutzempfang. Genau falsch herum.
• Ein Bandpassfilter für 30 MHz mit 2 MHz Bandbreite unmittelbar vor dem Antennenanschluss und ein Tiefpassfilter bis 30 MHz in das Netzkabel der gestörten Geräte. – Das ließe die Störfrequenz durch und nichts anderes.
• Eine Bandsperre für die entsprechenden Empfangsbereiche unmittelbar vor dem Antennenanschluss und ein Tiefpassfilter bis 40 MHz in das Netzkabel der gestörten Geräte. – Eine Sperre für die Empfangsbereiche würde den Empfang abschalten. Gesperrt werden soll die Störfrequenz.

Der Störer liegt bei 144 MHz, DVB-T2 bei 470 bis 694 MHz. Ein Hochpass ab 460 MHz lässt die Fernsehkanäle durch und sperrt alles darunter — auch die 144 MHz. Die Grenze liegt bewusst etwas unter 470 MHz, weil ein Filter keine beliebig steile Flanke hat.

Kniff: Die Grenzfrequenz muss zwischen Störer und Nutzsignal liegen, und der Filtertyp muss in die richtige Richtung sperren. Ein Tiefpass bis 460 MHz ließe die 144 MHz gerade durch.

Warum die anderen nicht stimmen:

• Bandpassfilters für das 2 m-Band vor dem Tuner des Fernsehempfängers lösen. – Das ließe genau die Störfrequenz durch und sperrte den Fernsehempfang.
• 460 MHz-Notchfilters hinter dem Tuner des Fernsehempfängers lösen. – Hinter dem Tuner ist es zu spät — die Übersteuerung entsteht davor. Und ein Notch bei 460 MHz läge weder auf dem Störer (144 MHz) noch würde er die Übersteuerung beseitigen.
• Tiefpassfilters bis 460 MHz in das Antennenzuführungskabel des Fernsehempfängers lösen. – Genau falsch herum: Der Tiefpass lässt die 144 MHz durch und sperrt die Fernsehkanäle.

Ausführlicher Rechen- bzw. Lösungsweg im Lehrgang des DARC: 50ohm.de/AJ113

Im Durchlassbereich soll das Filter möglichst nichts wegnehmen. Ein paar Zehntel Dezibel bis höchstens zwei, drei sind unvermeidlich — mehr würde den Empfang verschlechtern.

Kniff: Nicht mit der Sperrdämpfung verwechseln. Im Sperrbereich sind 40 bis 60 dB erwünscht, im Durchlassbereich wären sie eine Katastrophe.

Warum die anderen nicht stimmen:

• mindestens 40–60 dB betragen. – Das sind Werte für den SPERRbereich. Im Durchlass käme damit nichts mehr an.
• mindestens 80–100 dB betragen. – Noch weiter daneben — das Filter wäre eine Abschirmung.
• höchstens 10–15 dB betragen. – Schon viel zu viel. 10 dB Verlust im Nutzband kosten den Empfang der schwächeren Sender.

Mantelwellen laufen auf der Außenseite des Kabelschirms. Ein HF-Trenntrafo überträgt das Signal induktiv und unterbricht dabei die durchgehende leitende Verbindung — die Mantelwelle findet keinen Weg mehr.

Kniff: Beides greift an derselben Stelle an: die Drossel macht den Weg hochohmig, der Trenntrafo trennt ihn auf. Und beides gehört in die EMPFANGSleitung, nicht hinter den Senderausgang.

Warum die anderen nicht stimmen:

• der Einbau eines Bandpassfilters nach dem Senderausgang möglich. – Der Sender arbeitet sauber — das Problem sitzt in der Empfangsanlage des Nachbarn.
• der Einbau einer seriellen Drosselspule in den Innenleiter der Empfangsantennenleitung möglich. – Eine Drossel im Innenleiter würde das Nutzsignal sperren. Die Mantelwelle läuft außen.
• der Einbau eines Tiefpassfilters nach dem Senderausgang möglich. – Ein Tiefpass dämpft Oberwellen. Gegen Mantelwellen auf der Empfangsseite hilft er nicht.

Die Störung tritt auch ohne Antenne auf — also kommt sie nicht über den Antenneneingang. Bleibt als Weg das Netzkabel oder die Direkteinstrahlung, und gegen das Netzkabel hilft ein Netzfilter.

Kniff: Die abgezogene Antenne ist der entscheidende Befund. Sie schließt einen ganzen Weg aus und weist damit auf die übrigen Leitungen. Ein Netzfilter ist die einfachste und billigste erste Maßnahme.

Warum die anderen nicht stimmen:

• ist das Fernsehgerät und der Sender von der Bundesnetzagentur zu überprüfen. – Die Behörde einzuschalten ist kein erster Schritt. Erst werden die einfachen Maßnahmen versucht.
• ist der EMV-Beauftragte des RTA um Prüfung des Fernsehgeräts zu bitten. – Auch das ist eine spätere Stufe, wenn die eigenen Maßnahmen nicht helfen.
• ist die Rückseite des Fernsehgeräts zu entfernen und das Gehäuse zu erden. – Am Gerät des Nachbarn hat ein Funkamateur nichts zu öffnen — dabei erlischt die Gewährleistung, und es ist gefährlich.

Kommt die Störung über das Netz, muss sie am Netzeingang des Geräts abgefangen werden. Genau dafür ist ein Netzfilter da.

Kniff: Möglichst nahe am gestörten Gerät einbauen — sonst wirkt die Leitung zwischen Filter und Gerät wieder als Antenne.

Warum die anderen nicht stimmen:

• die Entfernung der Erdung und Neuverlegung des Netzanschlusskabels erforderlich. – Die Erdung zu entfernen ist gefährlich und macht die Sache meist schlimmer.
• die Benachrichtigung des zuständigen Stromversorgers erforderlich. – Der Stromversorger ist nicht zuständig — die Einkopplung geschieht in der Hausinstallation oder im Gerät.
• der Austausch des Netzteils erforderlich. – Ein neues Netzteil hat dieselbe Schwäche, wenn kein Filter davor sitzt.

Richtig ist B:

Ein Kondensator wird mit steigender Frequenz durchlässiger, eine Spule sperriger. Daraus folgt der Aufbau jedes Filters: Spulen in Reihe im Leitungsweg halten die hohen Frequenzen zurück, Kondensatoren quer zur Leitung leiten sie ab, zusammen ergibt das einen Tiefpass. Tauscht man die Plätze, Kondensator in Reihe und Spule quer, entsteht aus demselben Bauteilvorrat ein Hochpass. Ein Netzfilter muss den Netzstrom mit seiner sehr niedrigen Frequenz durchlassen und die HF-Ströme zurückhalten, ist also ein Tiefpass.

Kniff: Frage bei jedem Bild nur, was in Reihe im Leitungsweg liegt: steht dort die Spule, ist es ein Tiefpass und damit das gesuchte Netzfilter, steht dort der Kondensator, läuft die HF ungehindert hindurch. Die zwei symmetrisch gezeichneten Bilder sehen fast gleich aus und unterscheiden sich nur darin, welches Bauteil längs und welches quer sitzt, achte also auf die Position und nicht auf die Menge der Bauteile. Das Bild mit dem überbrückten Kasten enthält gar keine Drossel; der Kondensator dort führt die HF gerade um den Kasten herum.

Ausführlicher Rechen- bzw. Lösungsweg im Lehrgang des DARC: 50ohm.de/AJ118

Zum Abblocken muss der Kondensator bei der Störfrequenz noch niederohmig sein. Keramikkondensatoren haben sehr kleine Eigeninduktivität und wirken deshalb bis weit in den Gigahertzbereich.

Kniff: Jeder Kondensator hat eine Eigenresonanz — darüber wirkt er induktiv und blockt nicht mehr ab. Bei Elektrolyt- und Tantaltypen liegt diese Grenze schon im Kilohertzbereich.

Warum die anderen nicht stimmen:

• Tantalkondensatoren. – Gut für Siebung bei niedrigen Frequenzen, aber mit zu großer Eigeninduktivität für Hochfrequenz.
• Aluminium-Elektrolytkondensatoren. – Der gewickelte Aufbau macht sie zu einer Spule, sobald es hochfrequent wird.
• Polykarbonatkondensatoren. – Ebenfalls gewickelt und für Hochfrequenz nicht geeignet.