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Funkstörungen durch "Brummschleifen"


Wer schon mal versuchte, seinen Fernseher mit der Stereoanlage zu verbinden, kennt das leidige Problem: es brummt. Die Ursache dafür ist allgemein anerkannt, sogenannte Brummschleifen. Brummschleifen entstehen, wenn unterschiedliche Geräte mit unterschiedlichen Massesystemen verbunden sind. Beim Fernseher wird das Problem deshalb besonders deutlich, weil der am (geerdeten) Antennenkabel hängt, während die Stereoanlage mit der Schutzerde verbunden ist.

So "funktioniert" eine Brummschleife

Überall in unserer Umgebung gibt es Magnetfelder. Im Gegensatz zum Erd-Magnetfeld ändern sich die meisten dieser Magnetfelder recht schnell. Die übermächtige Quelle dieser Magnetfelder ist das Stromnetz mit seinen 50 Hz. Überall, wo wir Strom verbrauchen, fließen Ströme. Und die erzeugen die Magnetfelder.

Wann immer ein sich änderndes Magnetfeld durch eine Leiterschleife tritt, erzeugt es in der Leiterschleife eine Wechselspannung – so der Inhalt des "Induktionsgesetzes". Dieser Strom erzeugt dann überall da Spannungsabfälle, wo sich der Widerstand des Leiters oder das Magnetfeld räumlich ändern – also praktisch überall. Genau das ist das Problem mit den Stromschleifen.

Schutzmaßnahmen gegen Brummschleifen

Gegen Brummschleifen gibt es nur zwei Schutzmaßnahmen: vermeiden oder auftrennen. Diese Leiterschleifen kann man z.B. dadurch minimieren, dass man alle Komponenten ausschließlich an eine einzige Steckdosenleiste anschließt. Dann werden die Flächen, die die Leiterschleifen aufspannen, recht klein und der erzeugte Brumm stört womöglich nicht mehr.

Aber das Minimieren funktioniert beim Fernseher nicht. Schließlich muss man den an das Antennenkabel anschließen. Und schon gibt es eine Leiterschleife quer durch's Haus:

  • Das Antennenkabel entlang zum Antennenerder und dann
  • über die Erde zum Schutzerder und von da
  • den Schutzleiter bis zur Stereoanlage lang.

Da gibt es genug Fläche, um sich auch noch einen Teil der Energie "abzuzapfen", mit der die Nachbarin gerade ihre Waschmaschine betreibt...

Der Erfolg versprechendere Weg ist deshalb, die Brummschleife aufzutrennen, d.h. ein Stück nicht leitendes Medium in die Schleife einzubauen. Deshalb gibt es kleine Transformatoren, die man zwischen den Ton-Ausgang des Fernsehers und den Eingang der Stereoanlage zwischenschaltet.

Auch bei Hochfrequenz gibt es "Brummschleifen"

So mancher hat schon versucht, seine Funkstörungsprobleme mit besserer Erdung in den Griff zu bekommen – häufig genug ohne Erfolg. Das gilt nicht nur in der Funkbude daheim, die ja die gleichen Probleme hat wie die Verbindung aus Fernseher und Stereoanlage oben. Das Problem tritt oft noch stärker bei der Mobilstation auf. Fragt man dann die anderen Funkamateure, kommt die typische Antwort: Alles abschirmen und erden!

Mit etwas Nachdenken kommt man aber zum Ergebnis: Das kann die Lösung eigentlich nicht sein. Die Begründung ist ganz einfach: Auf der Straße ist der Motor des Nachbarn oft näher an der eigenen Antenne dran als der eigene. Aber trotzdem hört man so gut wie nie den Nachbarn im eigenen Empfänger. Da sind schon die EMV-Richtlinien vor. Zudem kennen auch die Autohersteller die Alte Funkerweisheit, dass da, wo Hochfrequenz raus kommt, auch Hochfrequenz rein kann. Und dann könnte ein Sender in der Nachbarschaft das Auto lahmlegen. Das passiert höchstens mal beim Autoschlüssel, wenn man den Vierkreiser nicht mehr per Funk auf kriegt. Dann arbeitet die Funk-Zentralschließanlage im 433-MHz-ISM-Bereich und der ist gerade anderweitig belegt – etwa durch einen älteren Funklautsprecher.

Funkentstörung per Balun

Das mit der Mantelwellendrossel ist ein Gemeinplatz: Wenn man sich beim Senden am Mikrofon brennt, ist Hochfrequenz im Gerät. Dann wickelt man z.B. 5 m Koaxkabel zu einer Mantelwellendrossel auf oder lässt sich etwas Äquivalentes mit Klappferriten, Ringkernen usw. einfallen. Gerade beim Einstreuen von Empfangsstörungen muss der Balun die Mantelwellen besonders gut unterdrücken: Die störenden Beeinflussungen, die vom Sender ausgehen, wird man relativ leicht auf unkritische Größen reduzieren können. Empfangsseitig 30 dB (5 S-Stufen) Unterdrückung zu erreichen bedeutet überschlagsmäßig, den Mantelwellen einen 1000-fach höheren Widerstand entgegenzusetzen als den Wellenwiderstand des Kabels. Wir sind also im kΩ-Bereich und da werden selbst wenige pF Streukapazität ganz schön niederohmig. Diese Erkenntnis führte mich zu einem ganz neuen Wissensgebiet: So funktioniert ein Balun...

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Alexander von Obert * http://www.dl4no.de/thema/funkstoe.htm
Letzte Änderung: 16.09.08 (redaktionell bearbeitet, Verbindung zu 'So funktioniert ein Balun' ergänzt)


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