10-2017

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EMV Bild 6: Das herkömmliche Gehäuseprinzip Bild 7: Das neue, EMV-festere Gehäuseprinzip Schirmdämpfung ≥95 dB im Bereich 30...1000 MHz • A: Kopplungswiderstand wie bei A+, Schirmdämpfung ≥85 dB im Bereich 30...1000 MHz • B: Kopplungswiderstand wie bei A, Schirmdämpfung ≥75 dB im Bereich 30...1000 MHz Um in einem Umfeld zunehmender Störungen einen störungsfreien Empfang zu gewährleisten, haben die Mitgliedsunternehmen des ZVEI-Fachverbands Satellit & Kabel das Qualitätszeichen „Klasse A“ entwickelt (Bild 3). Die Kriterien hierfür basieren u.a. auf der Norm DIN EN 50083-2 sowie den Normenreihen DIN EN 50117 und DIN EN 60966, welche Werte für die Schirmdämpfung, mit denen ein störungsfreier Empfang möglich ist, definieren. Da die Nutzung in TV-Kabelnetzen keinen Schutz vor Störungen durch andere Sendeanlagen genießt, ist man gut beraten, Kabel mit einem Schirmdämpfungsmaß von mindestens 85 dB zu verwenden. Tabelle 2 zeigt Grenzwerte für den BOS-Funk. Schirmdämpfung bei Verbindern Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass auch für koaxiale Steckverbinder, wie etwa SMA oder F und Kabelverschraubungen ein Schirmdämpfungsmaß angegeben wird. Beispielsweise die Pflitsch-Kabelverschraubungen zeichnen sich durch eine hohe Schirmdämpfung aus. Pflitsch hat zur Ermittlung der Schirmwirkung ein Messverfahren entwickelt, dass die Qualität der Abschirmung über den frequenzabhängigen Spannungsabfall an der Kabelverschraubung ermittelt. Das KoKeT-Messverfahren (Koaxial Kelvin Tube) erlaubt Messungen nach IEC 62153-4- 10 von geschirmten Kabelverschraubungen bis zu einer Größe von M85. Das Arbeitsprinzip ist universell nutzbar: „Die Messvorrichtung besteht aus einem geschlossenem Gehäuse aus gut leitendem Material (Bild 4). Durch eine in der Mitte installierte Trennwand entstehen zwei Kammern. Die EMV-Kabelverschraubung wird in der Bohrung der Trennwand befestigt. Das in der Kabelverschraubung fixierte Kontaktelement wird über einen koaxialen, axial verschiebbaren Messfühler mit einem HF-Signal versorgt. Der HF-Strom, der durch das leitende Metall des gesamten Prüf aufbaus geführt wird, erzeugt am frequenzabhängigen Widerstand des Prüflings (Transferimpedanz) einen Spannungsabfall. Dieser wird in koaxialer Kelvin-Anordnung gemessen und auf der Ausgangsseite der Auswerte einheit zugeführt. Die Transfer impedanz lässt sich nach dem Ohmschen Gesetz U/I berechnen. Je kleiner die gemessene Spannung, desto kleiner ist die Transferimpedanz und umso besser ist die Schirmwirkung des Prüflings.“ [1] Ein Beispiel ist die Reihe blueglobe TRI von Pflitsch (Bild 5). Diese EMV-Kabelverschraubung bietet in industriellen Datentechnik-Anwendungen mit mindestens 65 dB Signalsicherheit bis 1 GHz. Darüber hinaus werden bis 2,5 GHz noch mindestens 50 dB erreicht. Ist das Schirmgeflecht freigelegt, lässt sich das Kabel einfach durch die blueglobe TRI schieben. Die Triangelfeder legt sich sofort sicher um das Schirmgeflecht und gewährleistet ohne das Anziehen der Druckschraube bereits einen EMV-Schutz. Die Schirmung ist mechanisch von der Abdichtung getrennt. Im Aufmacherbild ist der typische Dämpfungsverlauf bei blueglobe TRI in Blau eingezeichnet. Die gelbe Linie gilt für die Kabeleinführung UNI Entstör und die rote für die Kabeleinführung UNI Iris. Schirmdämpfung bei Kleingehäusen Bei metallenen Gehäusen ist die Schirmdämpfung aus verschiedenen Gründen in der Regel deutlich geringer, als bei Kabeln und Verschraubungen. Nach [2] kommt Dichtungen und Verschlüssen eine entscheidende Bedeutung zu. Bei den dort untersuchten Kleingehäusen konnten mit alternativen Lösungen optimale Werte um 50 dB erzielt werden. Es wird festgestellt, dass die Normen (wie MIL 285) unzureichend sind, da sie sich nur auf große Abmessungen beziehen. Man befand ein modifiziertes Messverfahren mit Feldsensor als zu unempfindlich und nutzte ein Messverfahren mit Stripline. Verschiedene Aluminiumgehäuse wurden in verschiedenen Ausstattungsformen (z.B. Schraubverschluss/Spannverschluss) sorgfältig untersucht. Fazit „Metallgehäuse bieten einen gewissen Schutz gegen Störstrahlungen ohne zusätzliche Maßnahmen. Schwachstelle ist die Verbindungsebene zwischen Ober- und Unterteil, da in der Regel eine nichtleitende Dichtung vorhanden ist. Lack in der Nut und auf der Feder erhöhen die Isolierwirkung. Die übliche Lösung ist, Nut und Feder lackfrei zu halten und leitfähige Dichtungen zu verwenden. Diese Lösung ist aufwendig und unsicher, da die lackfreien, ungeschützten Aluminium-Oberflächen zu Korrosion neigen. Die durch Korrosion gebildete Oxydationsschicht vermindert zusätzlich die Abschirmleistung.“ Dieses Dilemma ist in Bild 6 skizziert, während Bild 7 ein verbessertes und patentiertes Gehäuseprinzip zeigt, welches eine Kontaktierung von Oberund Unterteil herbeiführt. Oberund Unterteil werden als Einheit außen lackiert und bleiben innen lackfrei. Dies bedeutet EMV ohne Aufpreis. Bild 8 zeigt conFORM, ein extrem robustes Bild 8: Ein Gehäuse vom Typ conFORM (Quelle: www.rolec.de) 18 hf-praxis 10/2017
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