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Forum: HF, Funk und Felder HF Zündstörungen detektieren


Autor: Paul G. (Gast)
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Hallo,

ich möchte gerne von Motorzündungen stammende HF Störungen breitbandig 
zwischen 108 und 140Mhz detektieren, anzeigen oder messen können. Es 
geht darum, festzustellen ob ein Verbrennungsmotor im Flugfunk stört 
oder nicht, ohne sämtliche Kanäle einzeln durchzuhören. Zur Verfügung 
hätte ich ein 400 MHz Oszilloskop. Ich suche ein paar Anregungen wie so 
etwas zu machen wäre.

Paul

Autor: Christian Erker (Gast)
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Das normale Werkzeug dazu wäre ein Spektrumanalyzer. Den könntest du dir 
allerdings für diesen Frequenzbereich sogar selbst bauen. Ein Vorschlag 
wäre ein UKW-Tuner mit Kapazitätsdiodenabstimmung, etwas umgebaut das er 
höher empfängt, das ganze mit einem Sägezahngenerator über den Bereich 
gewobbelt. Diesen verwendest du auch für die X-Achse des Oszilloskops, 
an den ZF-Ausgang kommt ein Verstärker (irgendein IC) für die 10.7MHz ZF 
und ein einfacher Gleichrichter, damit hast du die Y-Achse.

Gruß,
Christian

Autor: Christian Erker (Gast)
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Nachtrag:

Natürlich das Filter passender Bandbreite für Flugfunk nicht vergessen, 
das die Störungen nicht im Rauschen verschwinden (Siehst du kein 
(Außen-)Rauschen auf dem Oszischirm, bist du noch nicht empfindlich 
genug), und selbstverständlich keine FM-ZF mit Begrenzer und/oder AGC, 
sondern am besten eine fixe, aber einstellbare Verstärkung.

Gruß,
Christian

Autor: hubert (Gast)
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Einerseits: Als erstes solltest Du über eine geeignete Antenne 
nachdenken. Eine, die über die entsprechende Bandbreite geht und eine 
gute Richtwirkung aufweist. Die im Flugzeug bereits eingebaute ist nicht 
geeignet, weil eben eingebaut, das heißt leitfähig mit der Zelle 
verbunden und innen verkabelt.  Damit kannst Du nicht zwischen 
abgestrahlten Störungen und leitungsgebundenen Störungen (aus der 
Verkabelung bzw. über das Metall der Zelle) unterscheiden.

Andererseits: Alles, was Du nicht mit kalibrierter und dafür 
vorgesehener Ausrüstung machst ist wie Windgeschwindigkeit mit dem 
feuchten Finger messen. Gibt einen Eindruck, wenn Du Erfahrung hast, hat 
aber wenig Wert ohne Vergleichsmöglichkeiten.

Drittens: Da Du hier von Flugfunk sprichst vermute ich, es geht um einen 
Motor in einem Luftfahrzeug. Ich kenne die Vorschriften nicht im Detail, 
weiß aber, daß da recht strenge gelten. Vor allem aber auch streng in 
der Hinsicht, welche Qualifikation und Ausrüstung man haben muß bevor 
man sich da an so etwas vergreifen darf. Und überdies hat der Hersteller 
dafür sorge zu tragen, daß Störungen im Betrieb nicht auftreten. Wende 
Dich also vertrauensvoll an Deinen Wartungsbetrieb.

Autor: Paul G. (Gast)
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Hallo Christian,

danke für diesen Vorschlag, das werde ich mal angehen. Und wenn ich in 
meinen Schatzkisten im Keller mal wühle, brauch ich dafür nicht mal 
einkaufen zu gehen.

@ Hubert; ruhig Brauner, nicht gleich in Panik verfallen, ich falle Dir 
schon nicht auf den Kopf.

Paul

Autor: Ralph Berres (rberres)
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Christian Erker schrieb:
> Das normale Werkzeug dazu wäre ein Spektrumanalyzer.

Nicht ein Spektrumanalyzer sondern ein Störmessempfänger wäre das 
geeignete Werkzeug. Ein Spektrumanalyzer hat weder genügend 
Dynamikbereich, noch ist es empfindlich genug. Die Rauschzahl eines 
Spektrumanalyzers beträgt um die 30db ( Nein ich habe kein Komma 
vergessen ).

Christian Erker schrieb:
> Natürlich das Filter passender Bandbreite für Flugfunk nicht vergessen,
>
> das die Störungen nicht im Rauschen verschwinden (Siehst du kein
>
> (Außen-)Rauschen auf dem Oszischirm, bist du noch nicht empfindlich
>
> genug), und selbstverständlich keine FM-ZF mit Begrenzer und/oder AGC,
>
> sondern am besten eine fixe, aber einstellbare Verstärkung.

Das must du mal genauer erklären. Die Empfindlichkeit ist direkt von der 
Bandbreite abhängig. Welche Bandbreite ist denn nun die richtige?

Ralph Berres

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Ralph Berres schrieb:
> Welche Bandbreite ist denn nun die richtige?

Da Flugfunk mit 8,33 kHz Raster arbeitet, sollte das Filter wohl
so um die 5 kHz sein.

Ich denke, Christian wollte vor allem darauf hinaus, dass man, wenn
man diese Bastellösung mit dem VHF-Tuner aufbaut, dann nicht etwa
mit dem 200 kHz breiten WFM-Filter ans Werk gehen sollte.

Autor: Ralph Berres (rberres)
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Ob die Summenleistung des Zündfunkens den VHF Tuner nicht bereits 
hoffnungslos übersteuern? So riesig groß ist der Dynamikbereich eines 
VHF Tuners ja  nicht. OK für eine Ja-Nein Indikation zu tätigen mag es 
ausreichnd sein. Aber für eine qualitative Aussage wird es wohl nicht 
reichen.

Ralph Berres

Autor: df1as (Gast)
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Ralph Berres schrieb:
> Die Rauschzahl eines Spektrumanalyzers beträgt um die 30db (Nein
> ich habe kein Komma vergessen).

Die Rauschzahl wäre 1000, 30 dB wäre das Rauschmaß (laut DIN).

Es gibt aber auch Vorverstärker dafür, eingebaute oder externe. Typische 
Empfindlichkeit mit internen Vorverstärkern liegt bei 160 dBm/Hz, das 
wären etwa 15 dB. Besser sind Messempfänger diesbezüglich dann auch 
nicht unbedingt.

Ein Oszilloskop ist zur Analyse vom Zündelektrikgeprassel aber auch 
nicht so abwegig. Bis in den MHz-Bereich kann ggf. auch damit ein 
Spektrum gerechnet und angezeigt werden. Der Zeitbereich ist aber zuerst 
sehr gute Wahl. Das ersetzt allerdings nicht eine abschließende Messung 
über Antenne, wenn es letztendlich um Filter- und Schirmungsmaßnahmen 
geht.

Störaustastung kann übrigens sehr gut auch in den (AM-) Empfängern 
stattfinden. Meist geht das besser und einfacher, als die eigentliche 
Quelle ruhig zu bekommen. Im Extremfall wird der Motor so gut entstört, 
dass er am Ende nicht mehr läuft ... sagt man.

Störaustaster in Empfängern sind aber ein sehr umfangreiches Thema. Die 
Austastung sollte bereits im breitbandigen Teil stattfinden, sonst 
verschmieren die Störpulse. Direkt am Antenneneingang können die 
Austaststufen aber auch unerwünschte Intermodulation mit Nutz- und 
anderen Signalen erzeugen. Neue Empfänger bieten teilweise in 
Bandbreite, Impulsbreite und -tiefe verstellbare Noise Blanker zur 
Verfügung.

Ich vermute mal, dass Flugfunkempfänger zwar teures Geld kosten, was 
Störaustastung angeht, aber eher schwach ausgerüstet sind. Oder wie 
sieht das aktuell aus?

Autor: df1as (Gast)
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Paul G. schrieb:
> Hallo,
>
> ich möchte gerne von Motorzündungen stammende HF Störungen breitbandig
> zwischen 108 und 140Mhz detektieren, anzeigen oder messen können. Es
> geht darum, festzustellen ob ein Verbrennungsmotor im Flugfunk stört
> oder nicht, ohne sämtliche Kanäle einzeln durchzuhören. Zur Verfügung
> hätte ich ein 400 MHz Oszilloskop. Ich suche ein paar Anregungen wie so
> etwas zu machen wäre.
>
> Paul

Bezgl. der einzelnen Kanäle würde ich jetzt behaupten, dass 
Zündstörungen annähernd gleich auf alle Kanäle verteilt werden. Man kann 
irgendeinen Kanal einstellen, am besten einen unbelegten, Rauschsperre 
öffnen und einfach hören und/oder die "Prassel"-Feldstärke ablesen.

Gibt es denn effektive Störaustaster in diesen Teilen? (Wenn ja, zum 
Testen natürlich abschalten, falls schaltbar.)

Autor: oszi40 (Gast)
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Paul G. schrieb:
> hätte ich ein 400 MHz Oszilloskop.

1.Frage wäre, ob Deine Störungen wirklich vom Motor stammen. Dazu reicht 
für ERSTE Versuche Dein Oszi und ein Schraubstock für den Motor. 
Verfeinern kann man die Methoden immer (siehe oben).

2.Das wird Dich aber noch nicht glücklich machen, weil Dein Empfangsteil 
mit der Flughöhe einen größeren Sichthorizont bekommt und evtl. auch 
schon von anderen Störern zugestopft wird?

Autor: hubert (Gast)
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@ Paul G.: Ich dachte weniger, daß Du mir auf den Kopf fallen wirst. 
Eher wollte ich Dich auf die Gefahr hinweisen, daß Du da Schwierigkeiten 
mit zickigen Behöreden bekommst. Es ist schon mal schwierig genug, 
festzustellen, auf welche Weise Deine Zündanlage stört. (Abstrahlung, 
wenn ja, warum oder vielleicht doch eher leitungsgebunden, wenn ja wie 
das) Außerden, was machst Du, wenn Du tatsächlich die Zündanlage als 
Störquelle festmachst. Auch da kannst Du vielleicht vieles, darfst aber 
als Eigentümer oder Betreiber weniges (eigentlich garnichts).

@ df1as: Schaltbare Störaustaster kenne ich bei den Geräten, die in der 
Hobbyfliegerei oder einfachen kommerziellen Anwendungen üblich sind 
nicht. Die Anlagen von Airbus&Co... kenne ich jetzt nicht.

Jetzt will ich aber nicht nur negativ reden: Wenn ich mit ausschließlich 
einem Oszilloskop die Störquelle suchen sollte würde ich mir eine 
behelfsmäßige Antenne und einen Detektor bauen. Dazu reicht ein ca 70 cm 
langer Metallstab (ist etwa lambda/4, ohne es genau errechnet zu haben) 
und eine Diode (Germanium oder HF-Schottky), und dann schauen ob ich im 
Nahfeld störungen auffangen kann. D. h. einfach mit der Antenne in der 
Nähe des Motors schnüffeln ob ich da was auffangen kann. Außerdem kannst 
ja mal mit einem normalen Tastkopf an die Bordnetzleitungen gehen ob Du 
da auch Störimpulse siehst.

Autor: Ralph Berres (rberres)
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df1as schrieb:
> Es gibt aber auch Vorverstärker dafür, eingebaute oder externe. Typische
>
> Empfindlichkeit mit internen Vorverstärkern liegt bei 160 dBm/Hz, das
>
> wären etwa 15 dB. Besser sind Messempfänger diesbezüglich dann auch
>
> nicht unbedingt.

Messempfänger sind auf Grund der mitlaufende ( oder zumindest in 
Teilbereich schaltende ) Vorselektion aber im Dynamikbereich erheblich 
besser, Sie sind einfach höher aussteuerbar. Auserdem haben ( zumindest 
ältere ) Spektrumanalyzer nicht die Möglichkeit verschiedene Dedektoren 
zu verwenden.

Lege mal eine vom Zündkabel kapazitiv ausgekoppeltes Spektrum direkt auf 
einen Spektrumanalyzer. BZW. NEIN !! Mache es besser nicht!. Sonst 
stellst du mir noch die Reparatur deines SA in Rechnung, weil ich dir 
einen falschen Ratschlag gegeben habe. Der Crestfaktor solch eines 
Störsignales ist extrem hoch. Man kann sich den SA mit sowas in 
Sekundenbruchteile zerstören, wenn er nicht über einen Transientenschutz 
im Eingang verfügt.

Die meiste Energie in einer Zündanlage wird von den Zündkabeln selber 
abgestrahlt. Der Schwerpunkt liegt etwa bei der Frequenz , bei denen das 
Zündkabel ein Lambda Viertel Strahler darstellt. Deswegen ist auch das 
UKW Band am stärksten betroffen. Bedämpft werden solche Störungen in der 
Regel dadurch, in dem man in jedes Kabel ein Widerstand von ca 10Kohm 
schaltet, oder die Kabel selbst aus Widerstandsmaterial besteht. Dadurch 
wird die Resonanz der Antenne ( Zündkabel ) stark bedämpft. So hat man 
es wenigstens bei Autos gemacht. Heute bei den modernen Autos hat jeder 
Zylinder direkt die Zündkerze und Zündspule in einer Einheit integriert, 
so das die Störungen wesentlich besser in den Griff zu bekommen sind. In 
hartnäckigen Fällen, oder wo man auch Reststörungen nicht akzeptieren 
kann schirmt man die gesamte Zündanlage ab.

Ich würde mir eine Spule mit ein zwei Windungen 10mm Durchmesser direkt 
ans Ende eines RG48 Koaxkabel löten und damit auf den Oszillograf oder 
SA gehen, und mich dann der Störquelle nähern. So hat man die Energie 
halbwegs im Griff, wenn man sich nicht ganz dumm anstellt, und man hat 
noch die Möglichkeit die Störquelle zu orten.

Ralph Berres

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