DM, CM Störungen

> Schaltrippel

Das Wort gibt es nicht. Ich kann mir denken, was gemeint ist.

Deine Restwelligkeit ist die Gegentakt-Störung. Anscheinend ist dir 
nicht klar, was die Worte bedeuten. Schau mal:

https://www.elektronikpraxis.vogel.de/gleich-und-gegentaktstoerungen-identifizieren-und-beseitigen-a-525984/

Stefan ⛄ F. schrieb:
>> Schaltrippel
>
> Das Wort gibt es nicht. Ich kann mir denken, was gemeint ist.
>
> Deine Restwelligkeit ist die Gegentakt-Störung. Anscheinend ist dir
> nicht klar, was die Worte bedeuten. Schau mal:
>
> 
https://www.elektronikpraxis.vogel.de/gleich-und-gegentaktstoerungen-identifizieren-und-beseitigen-a-525984/

Hallo Stefan

Ich habe das Wort Schaltrippel schon auch richtig aufgefasst und wusste 
was damit gemeint ist, ja also die Restwelligkeit, die ja von der 
Frequenz abhängig ist.
Aber dein Artikel verrät ja nicht warum gerade die Restwelligkeit DM 
erzeugt. Was geht da genau vor?

Dietrich L. schrieb:
> Daniel schrieb:
>> Ich lese gerade:
>
> Quelle?

Unterlagen von der Vorlesung

> Aber dein Artikel verrät ja nicht warum gerade die Restwelligkeit DM
> erzeugt. Was geht da genau vor?

Beispiel digitale Daten: Eine Leitung des diff-pairs wird auf Masse 
gezogen, der andere auf Vcc.  Wenn auf Vcc ein Rippel drauf ist, ist der 
der auch auf der Datenleitung.  Die GND-Leitung bleibt ruhig.  Macht ...

foobar schrieb:
>> Aber dein Artikel verrät ja nicht warum gerade die
> Restwelligkeit DM
>> erzeugt. Was geht da genau vor?
>
> Beispiel digitale Daten: Eine Leitung des diff-pairs wird auf Masse
> gezogen, der andere auf Vcc.  Wenn auf Vcc ein Rippel drauf ist, ist der
> der auch auf der Datenleitung.  Die GND-Leitung bleibt ruhig.  Macht ...

Foobar, danke dir. Ich denke ich habs jetzt gerafft.

Also kann ich das so verstehen:
Ich meine VCC ohne jeglichen Rippel wird ja schwierig werden. Der muss 
halt so klein sein, damit die Signale auf der Leitung durch den Rippel 
nicht so beeinflusst werden, dass der Signalpegel einmal zB >x wird für 
High und <x wird für Low..
Ok soweit.

Wenn nun VCC einen Rippel hat und GND sozusagen konstant ist, wäre dann
V_DM= (VCC-GND)/2
Also wäre V_DM gleich VCC nur mit halb so grosser Amplitude.
V_CM wäre auch gleich V_DM
Hab ich das so richtig verstanden?

Daniel schrieb:
> Aber dein Artikel verrät ja nicht warum gerade die Restwelligkeit DM
> erzeugt.

Das kann dir auch keiner wie gewünscht erklären, weil die Restwelligkeit 
bereits das DM ist. Da wird nichts erzeugt.

Ich kann dir höchstens erklären, warum Schaltwandler eine wellige 
Ausgangsspannung erzeugen aber das weißt du sicher schon.

Du hast ein Schaltnetzteil und das versorgt eine Schaltung. Auf der 
Versorgungsleitung ist neben dem Gleichstom prinzipbedingt auch ein 
Wechselstrom überlagert. Ein Wechselstrom in Verbindung mit einer 
Leitung ist immer eine Antenne. Jetzt hast Du als Schaltungsentwickler 
es in der Hand, ob Du eine gute Antenne baust, oder ob Du schlechte 
Antennen baust. Eine ganz gute Antenne ist z.B eine Loop-Antenne. Die 
baut man, in dem man dem Strom zum Verbraucher einen anderen Rückpfad 
gibt, als die Hinleitung. Dabei sendet die Schaltung am besten, je 
größer die umschlossene Fläche und je größer der Stromripple ist.
Schlechte Antennenbauer sorgen dafür, dass der Ripple an der Quelle 
durch einen Kondensator verringert wird. Da viele Verbraucher auch 
pulsweise Strom ziehen, spendieren sie dem Verbraucher auch noch einen 
Kondensator. Wenn der Entwickler dann auch noch die Fläche der Schlaufe 
klein macht, wird nicht viel ausgesendet. Faule Enwickler spendieren dem 
Rückstrom einen kompletten Layer. Helden tun das nicht. Sie schlitzen 
die Massen nach Schema F und hoffen, dass der Strom die Absicht 
irgendwie erkennt.:-) (Trennung Analogmasse/Digitalmasse ausgenommen).

Sehr gerne genommen wird auch ein großer "Hotnode" also da wo der 
Schaltregler sein Rechteck auf die Speicherdrossel schickt, schön groß 
zu machen. Da sieht die Oberwelle doch gleich einen erstklassigen 
Kondensator, der auf alle anderen Flächen koppelt, während die 
griesgrämige Speicherdrossel (sie hasst Veränderungen) gerade noch die 
Grundwelle toleriert.
Wäre ich eine Oberwelle, ich würde mich nicht an der Drossel anstellen, 
wenn der Hotnode-"Kondensator" mir bessere Wege anbietet. Wie ich wieder 
zurück komme?   Nun da wird sich schon der eine oder andere Kondensator 
finden. Elektronen sind auch nur Menschen.

Zusammenfassung:
Stöme sind miese Schaltplanleser. Die sehen oft Verbindungen und 
Kondensatoren, wo im Schaltplan gar keine rein gemalt sind, und manchmal 
sehen die statt einer Verbindung eine fette Induktivität und meiden die 
Verbindung. Das Massesymbol das im Schaltpan gern als Verbindungsersatz 
gemalt wird, kenne die gar nicht. Da helfen dann die ganzen 
Abbiegehinweise im Schaltplan nichts, und der Strom sucht sich seinen 
Weg selbst.
Der Schaltplan ist für Menschen gemacht. Er erzählt wie sich der 
Entwickler die Funktion überlegt hat. Das Layout ist der große 
Abenteuerspielplatz der Ströme und Rückströme und das enthält viel mehr 
(kostenlose)  Komponenten, als der Schaltplan einem vorgaukelt.

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Daniel schrieb:
>
>> Aber dein Artikel verrät ja nicht warum gerade die Restwelligkeit DM
>> erzeugt.
>
> Das kann dir auch keiner wie gewünscht erklären, weil die Restwelligkeit
> bereits das DM ist. Da wird nichts erzeugt.

Ja mir gehts eigentlich darum, woher man weiss was (Motoren, 
Schaltwandler etc.) jetzt CM Störungen verursacht und was DM. Gut Rippel 
sind also DM, zB auch der Rippel eines Zwischendkondensators. Aber wie 
kommt dann CM zustande?

> Ich kann dir höchstens erklären, warum Schaltwandler eine wellige
> Ausgangsspannung erzeugen aber das weißt du sicher schon.

Ja das weiss ich schon, aber danke

DoS danke für deine Erklärung, auch wenn ich das meiste schon gewusst 
habe. Du schreibst, dass Wechselstrom auf einer Leitung immer eine 
Antenne ist. Nun gut, aber was ist das nun für eine Störung? DM oder CM.

Gemäss Stefan und so wie ich es nun verstanden habe ist es DM.
Aber wenn DM vorkommt ist ja automatisch auvh CM dabei.

Daniel schrieb:
> Du schreibst, dass Wechselstrom auf einer Leitung immer eine
> Antenne ist. Nun gut, aber was ist das nun für eine Störung? DM oder CM.
>
> Gemäss Stefan und so wie ich es nun verstanden habe ist es DM.
> Aber wenn DM vorkommt ist ja automatisch auvh CM dabei.

Du hast scheinbar das Grundprinzip nicht verstanden:

Es werden immer Hin- und Rückleitung gemeinsam betrachtet, sonst
machte eine Differenzierung von CM und DM ja nicht mal einen Sinn.

Eine CM Komponente läuft_auf_beiden_Leitungen_in_eine_Richtung -
eine DM Komponente läuft oben in_die_andere_Richtung_wie_sie_es
unten tut ...

Deswegen CM = Common Mode = Gleichtakt (in eine Richtung laufend)

wogegen DM = Differential Mode (oder auch Normal Mode) bedeutet, daß
der (Stör-) Strom signaltechnisch dem Laststrom überlagert ist.

Weswegen man auch CM recht einfach ausfiltern kann, indem man den
Laststrom sich selbst kompensieren läßt in einer CMC (CM-Choke =
Gleichtaktdrossel) ... ein recht raffiniertes Bauteil, g00gle das
doch mal.

DM Störströme allerdings sind wie gesagt dem Laststrom überlagert.

Um diese hochfrequenten Anteile ausfiltern zu können, kann man sich
nicht, wie bei CM, einer Art "Trickbauteil" bedienen, sondern die
DM Drossel muß den Laststrom PLUS den ihm überlagerten Störstrom
tragen können, ohne daß der magn. Kern der DM-Drossel nennenswert
sättigt (wodurch ja die dringend benötigte Induktivität absänke).


Zusätzlich zum hierzu (folgender Text) schon gesagten:

Daniel schrieb:
> "Ursachen für differential mode Störung ist zum Beispiel der
> Schaltrippel. In einem switched mode Konverter werden im unteren
> Frequenzbereich die Emissionen von diesem Störungstyp geprägt."
>
> Nun frage ich mich warum gerade der Schaltrippel DM Störung auslöst?
> Verstehe ich in diesem Zusammenhang jetzt nicht wirklich. Könnte das
> jemand vllt. genauer erklären wieso gerade Schaltrippe DM erzeugen?

...ist einfach Quatsch / extrem schlecht übersetzt.

Was die mit Schaltrippel bezeichnen, meint (vermutlich) die Ripple-
Komponente (AC) der Ausgangsspannung (DC) eines Schaltwandlers.

Die aber ist nicht Ursache sondern Bestandteil der DM-Komponente.

Natürlich entsteht der Ripple durch die Grundfunktion solch eines
Schaltwandlers (daß er schaltend arbeitet), aber "Schaltripple" ...
ist schon für sich ein komisches Wort ...

Es bildet den Ripple ja praktisch das "ein- und aus- SEIN" - jedoch
ist ja bzgl. EMC das in höherem Frequenzbereich Störungen erzeugende
"UM-schalten" (also weder Leit- noch Sperrzeit, sondern "dazwischen")
relevant.

(Die HF würde auch über die parasitäre (also Wicklungs-) Parallel-
Kapazität einer nur_für_die_Schaltfrequenz_ausgelegten Drossel
koppeln - um noch mal "DM-Filterung" anzusprechen. Eine wirksame
Drossel müßte also kapazitätsarm aufgebaut sein (1. einlagige
Wicklung; 2. noch besser sogar mit Abstand zw. d. Windungen...)


Hilft Dir das jetzt - oder brauchst Du auch mal einen Grundkurs
"was will ich eigentlich genau wissen (und wie erfahre ich das)"?

;-)

Hallo Daniel,
das erklärt der Link vom Stefan (die Bilder) sehr gut.
Wenn die HF auf z.B das Gehäuse "Schirmblech" koppelt, und dann über die 
Umgebung auf alle Leitungen wieder zurück koppelt, dann hast Du eine 
CM-Störung. Wenn man jetzt alle Kabel in so eine Stomzange legt, misst 
man die CM-Störung, weil man sich in den Stromkreis einkoppelt.
Bei der Differential-Mode-Störung geht die Störung vom einen Kabel raus, 
beim anderen Kabel rein. Bei der Stromzangenmessung kompensieren sich 
die beiden Ströme, man misst nichts von der DM-Störung wenn Du jetzt ein 
Kabel anders rum rein legst, sind die DM-Stöme gleichsinnig und du 
kannst das DM-Spektum messen.   Gleichzeitig kompensieren sich die 
CM-Ströme bei der Messung.

Daniel schrieb:
> Ja mir gehts eigentlich darum, woher man weiss was (Motoren,
> Schaltwandler etc.) jetzt CM Störungen verursacht und was DM.

Diesen Satz habe ich zuerst überlesen...

Wie bestimmte Geräte aufgebaut sind sowie arbeiten, und was für
ein "Störbild" sie dabei verursachen, geht szsg. Hand in Hand.

Oder wie soll man das genauer ausführen (auch ohne auf konkrete
Beispiele einzugehen, die Du doch offenbar schon alle kennst...
oder doch nicht? Oder worum geht es Dir nun...?)

Du machst es mir (oder uns) nicht wirklich leicht. ,-)

DoS schrieb:
> Wenn...

Ah, das ist ein guter Erklärungsansatz.

modus operandi schrieb:

Hallo
zuerst einmal möchte ich mich für eure Bemühungen bedanken und sagen, 
dass ihr es bitte auch nicht so verstehen solltet, als wäre ich hier auf 
einem hohen Ross angeritten und wäre ein Besserwisser.

Ich weiss nicht was recht gewesen wäre, hätte ich zuerst mal alles 
niedergeschrieben, was ich alles über das Thema weiss, wäre es 
vermutlich ein Roman geworden und die eigentliche Frage untergegangen. 
Vielleicht hätte sich auch niemand die Mühe gemacht überhaupt alles zu 
lesen und dann noch zu antworten. Ich habe nur meine 
Vorlesungsunterlagen, wo ich den Satz oben in meinem ersten Beitrag 
einfach nicht verstanden habe. Nichtsdestotrotz, ich bin nicht hier, um 
euch zu verärgern, sondern mit Gleichgesinnten über ein Thema zu 
diskutieren und von euch zu lernen. Wenn ich es so gut verstehen würde, 
dann hätte ich bestimmt auch ein Beispiel.

Nun gut, jetzt zur eigentlichen Frage:
Ich habe das von DoS und von modus operandi mal zusammengefasst, was so 
die Aussagen waren. Diese seht ihr im Bild. (Die fett markierten, sind 
quasi ähnliche Aussagen). Nun kann man hier noch einige Punkte 
hinzufügen, wie man ein Design oder Layout richtig macht, um EMV 
Störungen zu reduzieren.

Das kann man nun machen, aber das beantwortet ja immer noch nicht die 
Frage, WIE DIE STÖRUNGEN ENTSTEHEN. Die oben genannten Punkte, sind ja 
nur Massnahmen, Messmethoden oder Pfade, die die Störungen nehmen, aber 
nicht die Erklärung dafür wie sie entstehen.

Was ich meine ist, die Störungen treten ja zB bei Motorantrieben, 
Switchern und anderen Geräten auf.
Wenn ich zB die Aussage von DoS betrachte, dass Ströme sich eben den Weg 
des geringsten Widerstands suchen, sprich über Kapazitäten anstatt über 
Induktivitäten nehmen oder anders formuliert: nicht über die Wege gehen, 
die man eigentlich gemäss Schaltplan geplant hatte, sondern sich über 
irgendwelche Kapazitäten einkoppeln und andersrum den Weg zurück finden 
etc., dann heisst es für mich, dass es eigentlich immer CM und DM 
Störungen gibt. Schaltungen sind ja später auf dem PCB nie ideal, zumal 
schon aus dem Grund, dass auch die physisch vorhandenen Komponenten nie 
ideal sind.

Wieso kommt es zB bei einem Antrieb von einem 3-phasigen Motor, dem ein 
Frequenzumrichter geschaltet ist, sozusagen je nach Ansteuerung zB FOC 
zu CM Störungen. Klar, ein Motor hat Wicklungen, die wiederum nicht 
ideal sind und parasitäre Kapazität aufweisen und die Wicklungen auch 
einen definierten Abstand zum Gehäuse haben und somit nicht vorhandene 
Cy-Kondensatoren eingebaut sind. Je nach Motorqualität fällt das eine 
oder andere Exemplar besser aus, es kommt zu CM-STörungen, weil Ströme 
fliessen, aber warum kommt es hier auf die Ansteuerung an, ob FOC, 
Sinusförmige Ansteuerung oder Blockkommutiert.

noch ergänzend:
Die Frage danach, warum es auf die Ansteuerungsarten ankommt klingt 
etwas blöd. Natürlich verursache ich mehr Störungen, wenn ich direkt per 
PWM steuere (Blokkommutierung), wie wenn ich zwar mit PWM steuere, aber 
das Ergebnis am Motor ein Sinus ist.
Letztendlich ist ja alles eine PWM direkt an den Gates der FETs, die ja 
Störungen verursachen, also kommt es hier auch darauf an, wie steil die 
Flanken sind.
Aber kommt es jetzt auch noch darauf an, ob ich jetzt wie bei einer FOC 
REgelung 2 High Side FETs einschalte und einen Low Side, oder wie bei 
der Blockkommutierung 1 High Side, 1 Low Side?

Hat jemand noch Lust darauf zu antworten?