www.mikrocontroller.net

Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Spektrum Surgeimpulse nach IEC61000-4-5


Autor: Paul (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

ich habe einen Spannungsmesseingang. Dieser mißt bis 100V und soll eine 
Bandbreite von 7kHz abdecken. Dieser Messeingang wird nun mit einem 
Surgeimpulse (2kV, 1.2/50us) beaufschlagt. Der Meßeingang hat ein 
Antialiasing Filter vor dem ADC-Eingang (deswegen auch Analogforum). Ich 
habe mich nun gefragt, wie dieser Surgepulse Spektral zerlegt aussieht, 
um den Filter richtig zu dimensionieren. Oder liegen Frequenzanteile des 
Surgpulses schon in meiner Messbandbreite. Konkrete Frage ist nun: Wie 
sieht der Pulse spektral zerlegt aus? Habe leider kein Matlab.

Gruß Paul

Autor: :::: (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Der surge ist 1.2us risetime und 50us Fallzeit. Dh er ist kuerzer wie 
die Messzeit. Diesen Surge kriegt man EMV maessig weg mit einem Cap, zB 
100pF gegen Masse.

Autor: Paul (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@ ::::

Als Ableit- und Schutzschaltung habe ich schon einiges getestet. Hast Du 
die 2kV bedacht? Die Kondensatoren müssen das aushalten.

Die Frage war aber auch eine andere.

Gruß P.

Autor: Paul (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Kann Excel soetwas vielleicht?

Autor: Michael (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Du kannst ja mal grob überschlagen:

Hättest Du ein 2kV, 50us Rechteckimpuls, keine Strombelastung durch 
Kondensator:

Grundwelle einer halben Sinusschwingung mit voller Spannung (100us 
Periodendauer):
f1 = 10kHz  U1 = 2kV
Rechteck enthält alle ungradzahligen Oberwellen (2 * n + 1) mit 
relativer Amplitude zur Grundwelle 1/( 2 * n + 1)
f3 = 30kHz  U3 = 666V
f3 = 50kHz  U3 = 400V
f3 = 70kHz  U3 = 285V

(Je schneller die Spannungsänderung ist, desto mehr Oberwellen erhäkst 
Du.)

Wenn Du die 50us Fallzeit durch ein dreieckförmigen Abfall annäherst 
brauchst Du nur die Fouriertransformierte der Dreieckfunktion (si²(f)).

Der langsame Spannungsabfall wird ziemlich sicher noch durch dein 
Tiefpass zu sehen sein.

Autor: :::: (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Die 2kV sind nirgendwo. Die kommen von einem 1pF oder so. Es geht um die 
Ladung. Wenn man also einen 1nF oder so am Eingang hat, so teilt sich 
die Spannung gleich mal durch 1000 oder so, entsprechend dem 
Kapazitaetsverhaeltnis. Und die Kurvenform ist nicht Rechteck, 
allenfalls Dreieck.

Autor: Michael (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
:::: schrieb:
>Die 2kV sind nirgendwo. Die kommen von einem 1pF oder so. Es geht um die
>Ladung. Wenn man also einen 1nF oder so am Eingang hat, so teilt sich
>die Spannung gleich mal durch 1000 oder so, entsprechend dem
>Kapazitaetsverhaeltnis. Und die Kurvenform ist nicht Rechteck,
>allenfalls Dreieck.

Jo, deshalb habe ich den Konjunktiv verwendet und Kondensatoren 
ausgeschlossen...
"Hättest Du ein 2kV, 50us Rechteckimpuls, keine Strombelastung durch
Kondensator:"

Es ging bei der Betrachtung um einen "WorstCase" und die Abschätzung der 
Grundwelle - wieviel Spannungspegel am AD-Wandler ankommt hängt von der 
Quellenimpedanz und der Eingangsimpedanz ab.

Autor: Paul (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ich habe mir mal das Spektrum einer Sägezahnspannung mit dem Oszi 
angeschaut. Es sind alle Vielfachen der Grundfrequenz enthalten. Der 
Surgeimpulse ist leider nicht periodisch. Wie mißt man dann das 
Spektrum?

Autor: annegret (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Eine periodische Funktion hat ein Linienspektrum, eine nichtperiodische 
Funktion hat ein kontinuierliches Spektrum. Das rechnet sich mit einem 
Fourierintegral.

Autor: Michael (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Die Amplitude der Komponenten kannst Du aus der Fourier-Reihenzerlegung 
entnehmen. Siehe dazu:

http://de.wikipedia.org/wiki/Fourierreihe

Für Dich interessant wäre der Sägezahnpuls.

Autor: Michael (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Die Frage ist, ob sich der Aufwand eigentlich lohnt. Ein Surgeimpuls 
tritt ja nun mal nicht so oft auf, deshalb sollte man ihn auch nur für 
den gestörten Betrieb beachten(nur mal so für den Hinterkopf). Für die 
Schutbeschaltung sollten es einfache Supressor Dioden tuen. Bipolare 
gegen Masse, da der Surgeimpuls positiv oder negativ sein kann.

Autor: Paul (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>Die Frage ist, ob sich der Aufwand eigentlich lohnt. Ein Surgeimpuls
>tritt ja nun mal nicht so oft auf, deshalb sollte man ihn auch nur für
>den gestörten Betrieb beachten(nur mal so für den Hinterkopf). Für die
>Schutbeschaltung sollten es einfache Supressor Dioden tuen. Bipolare
>gegen Masse, da der Surgeimpuls positiv oder negativ sein kann.

Aber woher weiß nun die Auswerteelektronik, wann gestörter Betrieb 
stattfindet und wann die zu messende Spannung nicht gestört ist? 
Prinzipiell hast du recht, dass der Surge nur selten auftritt, aber als 
Erstes muß die Prüfung bestanden werden. Was die Schutzbeschaltung 
angeht habe ich wirklich eine Menge probiert und Dioden standen an 
erster Stelle.

Die Frage hier ist von grundsätzlicher Natur. Denn, ist der Puls schon 
unter 100V gedämpft und liegt im zu messendem spektralen Bereich ist er 
nicht mehr vom Nutzsignal zu unterscheiden. Und dann gibt es ein 
Problem.

Autor: Michael (Gast)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Nagut, Messsignale sollten aber immer symmetrisch über lange 
Übertragungswege geführt werden oder digital. Im Anhang befindet sich 
eine Überschlagsrechnung. Ich denke das ist in etwa was du suchst.

Autor: Paul (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Danke Michael. Kannst du mir noch den Titel des Buches nennen?

Autor: Michael (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Das ist kein Buch, das sind Unterlagen eines EMV-Kurses.
www.emv-langer.de Vielleicht kannst du dir was schicken lassen.

Autor: ??? (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Obwohl Michael's Kopie nach einem Buch aussieht ist es leider Falsch. 
Das Bild suggeriert, es existiere ein niederfrequenter Anteil hinunter 
bis zu einem DC Anteil. Dem ist nicht so.

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.