Lehre

Die Teilnehmenden setzen sich selbstständig mit der Thematik der Elektromagnetischen Verträglichkeit auseinander. Hierbei dienen Normen, Fachbüchern sowie einem praktikumbegleitenden Vorlesungsblock als Hilfe.

Die Studierenden bauen normgerechte Messumgebungen auf und führen die einzelnen Versuche durch. Dazu zählt auch die Ausarbeitung einer schriftlichen Dokumentation zum Versuchsablauf und das Erstellen eines Prüfberichts.

Die Teilnehmenden führen eine Referenzmessung mit einer "unkundigen" Referenzgruppe sowie einer Kurzpräsentation der erzielten Ergebnisse durch.

Für elektronische Schaltungen und deren Bauteile stellen Elektrostatische Entladungen (ESD) unter Umständen eine große Gefahr dar. Dabei auftretende Spannungen, die durch Aufladungen verschiedener Materialien entstehen können, liegen durchaus im Bereich von einigen Kilo-Volt (kV). Zu solchen Aufladungen kommt es beispielsweise durch Reibung verschiedener Materialien aneinander. Grundsätzlich lassen sich zwei Ursachen für ESD unterscheiden:

• Entladungen über den menschlichen Körper
• Entladungen zwischen unterschiedlich aufgeladenen Gegenständen.

Dabei kann es innerhalb einer elektronischen Schaltung zu Fehlfunktionen kommen, es können aber auch einzelne Bauteile oder ganze Geräte oder Systeme zerstört werden. Die Einkopplung solcher Störungen erfolgt entweder über einen direkten Entladestrom oder indirekt über Störfelder, die wiederum durch die Entladeströme entstehen.

In diesem Versuch lernen die Studierenden Anforderungen und Prüfverfahren hinsichtlich der Störfestigkeit von elektronischen Schaltungen gegenüber elektrostatischer Entladung kennen.

Elektronische Geräte, in denen z.B. zur Datenübertragung oder durch geräteinterne Funktionen Signale im Bereich 9 kHz-400 GHz erzeugt werden, können möglicherweise hochfrequente Störungen erzeugen, die in unzulässiger Weise Funkdienste oder auch andere Geräte in ihrer Funktion beeinträchtigen.

Mögliche Kopplungsmechanismen:

• Elektrische Kopplung
• Magnetische Kopplung
• Strahlungskopplung
• Galvanische Kopplung

In diesem Versuch führen die Studierenden eine feldgebundene Störaussendungs- und Störfestigkeitsprüfung durch. Der Aufbau wird dabei über eine 3 m-Messtrecke in einer Vollabsorberkammer realisiert. Dabei soll der Umgang mit Signalgeneratoren, VHF-Verstärkern sowie deren Steuersoftware erlernt werden. Auch die Bedienung eines Funkstörmessempfängers und das Verständnis der damit möglichen Messverfahren sind Lernziele dieses Versuchs.

Zahlreiche ortsfeste elektronische Geräte und Anlagen sowie Mobiltelefone, Funkrufdienste und andere Telekommunikationseinrichtungen tragen in zunehmendem Maße zu einer Erhöhung der elektromagnetischen Immissionen bei.
Die Intensität elektromagnetischer Felder wird durch die Feldstärke E oder die Leistungsflussdichte S beschrieben.

Einen ersten wichtigen Schritt bei der Funknetzplanung bildet die Simulation der in einem bestimmten Gebiet auftretenden Feldstärke, der Leistungsflussdichte sowie weiterer Parameter. Abgerundet werden diese rechnergestützten Vorhersagen durch Vor-Ort-Messungen.

Die Studierenden führen in diesem Versuch eine solche Vor-Ort-Messung durch. Dabei stehen Messungen der hochfrequenten Immissionen in der Umgebung einer Mobilfunksendeanlagen im Vordergrund. Bei diesen frequenzselektiven Messungen kommt eine spezielles Feldstärke-Messgerät zum Einsatz, welches eine dreiachsige Antenne mit isotroper Richtcharakteristik besitzt. Über eine zugehörige PC-Software werden die Messdaten entsprechend aufbereitet.
Ein Vergleich der Messergebnisse mit den gesetzlichen Grenzwerten ermöglicht eine objektive Einschätzung der Immissionssituation an den betrachteten Orten.

Die Prüfung mit schnellen transienten Störgrößen ist eine Prüfung mit Impulsgruppen, den sogenannten Burst-Impulsen. Diese werden in die Stromversorgung und in die Signaleingänge des elektronischen Gerätes eingekoppelt und gehören somit zu den leitungsgebundenen Störgrößen. Charakteristisch für die Prüf-Impulse sind die kurze Anstiegszeit, die Wiederholrate und die niedrige Energie dieser Kurzzeitstörungen. Die Impulse sollen letztendlich im öffentlichen Versorgungsnetz vorkommende, durch das Schalten von induktiven Lasten oder das Prellen von Schaltkontakten hervorgerufene Störungen nachbilden.

In diesem Versuch erlernen die Studierenden das Wesentliche zum Umgang mit einem Burst-Generator und zur Funktionsweise seines internen Koppelnetzwerks. Sie erarbeiten die möglichen Einkoppelwege und entsprechende Entstörmaßnahmen.

• 1.  Über diese Vorlesung
• 2. Motivation und Grundlagen (UE1)
• 3. Produktqualität und Recht (UE2)
• 4. Störquellen und Antennen (UE3)
• 5. Störsenken und Kopplungsarten (UE4)
• 6. Messung: Störaussendung (UE5)
• 7. Messung: Störfestigkeit (UE6)
• 8. Gegenmaßnahmen Kopplungen (UE7)
• 9. Schirmung und Filterung (UE8)
• 10. Erfolgreicher Projektabschluss (UE9)

• Audiovisuelle Vermittlung des Stoffes
• Begleitdokumente zum Selbststudium
• Interaktive Übungen
• Forum als Kommunikationsplattform
• Orts- und zeitunabhängiges Lernen