Metallgehäuse als "Shield" verwenden

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Autor
Metallgehäuse als "Shield" verwenden

    







BID = 422964

elektrorobert

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Hallo zusammen,
ich habe ein Prüfgerät entwickelt und aufgebaut und bekam nun noch die Aufgabe die elektronische Schaltung vor elektromagnetischer Strahlung zu schützen.
Dafür wurde mir geräten das Alu Gehäuse als "Shield" zu verwenden. Soweit wie ich das verstanden habe, wird dabei mit einem Kondensator die Schaltungmasse mit dem Gehäuse verbunden um Störungen zu entfernen.
Nun die Frage: Wonach richtet sich der Wert dieses Kondensators und wie muss er dimensioniert sein?
Das Gerät arbeitet nicht im Hochfrequenzbereich, aber dennoch mit analogen Signalen.
Es ist in Schutzklasse 3 aufgebaut

Vielen Dank schon mal
Robert

BID = 422965

cholertinu

Inventar



Beiträge: 3755
Wohnort: CH

 

  

Wir verwenden für eine solche Anbindung meistens einen 1MOhm Widerstand und parallel dazu einen 1nF Kondensator.

Die Art der Anbindung ist aber fast eine Art "Glaubensfrage", je nachdem wen du fragst.

BID = 422967

elektrorobert

Gelegenheitsposter

Beiträge: 94
Wohnort: ratzeburg
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Danke für die schnelle Antwort
Mich würde noch interessieren, welchen Typ(Spannungsfestigkeit, Aufbau des Kondensators usw) man verwendet

BID = 423231

cholertinu

Inventar



Beiträge: 3755
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Bei der Spannungsfestigkeit kommt es darauf an, wie eine hohe Spannungsfestigkeit du zwischen GND und Shield haben willst. Der Kondensator muss einfach diese Spannung aushalten.

BID = 423679

photonic

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Beiträge: 1301
Wohnort: Zürich, Schweiz

Kommt immer darauf an was für ein Prüfgerät das ist, wenn es höchstempfindlich ist musst du das Gehäuse so niederohmig du es hinbekommst erden, nur so kann der Schirm seine volle Wirkung entfalten und Das Potential im Gehäuse stabilhalten.

Ein Messplatz den ich letzthin aufgebaut habe ist mit 16 mm2 Cu zwischen allen Komponenten auf gleiches Potential gebracht und das ganze direkt an die dickste PE-Schiene die ich zur Verfügung hatte angeschlossen. Das hat sehr viel gebracht verglichen mit der vorher nur 1.5 mm2 PE Anbindung und ein paar dünnen Cu-Kabelschirmen.

Ich messe allerdings auch irgendwo in den pico- bis Nanoampere und kann zudem aus messtechnischen Gründen korrelierte Störungen wie Netzbrummen oder Schaltnetzteileinstreuungen überhaupt nicht tolerieren, daher dieser Aufwand. Bevor ich diesen Aufbau fertig hatte ahnte ich nicht wie wichtig es ist eine Schirmung zweckgemäss auszulegen. Dazu auch dieser Thread:

https://forum.electronicwerkstatt.d......html


Wie sieht bei dir die Situation genau aus, wie ist die Messituation, wlche Störquellen sind vorhanden, welche Anforderungen an die Schirmung hast du? Bei einem Alugehäuse musst du zudem aufpassen ob es eloxiert ist, dann ist die Oberfläche sehr gut isolierend und du musst an den Kontaktstellen zuerst schleifen.

[ Diese Nachricht wurde geändert von: photonic am 21 Apr 2007  0:48 ]

BID = 423797

elektrorobert

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Beiträge: 94
Wohnort: ratzeburg
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Hallo photonic,
also bei mir ist das längst nicht so dramatisch wie bei dir(wusste gar nicht, dass man im pico Bereich messen kann
:o ). Ich habe lediglich ein
Grauwertmessgerät zur Messung eines Bildschirmgrauwertes aufgebaut. Dazu verwende ich ein Fototransistor, welcher mir ebenfalls einen zur Lichtintensität proportionalen Strom liefert(im µA und mA Bereich). Nun habe ich das Glück ,dass ich mit sehr niedrigen Messfrequenzen(max 10 Hz) arbeite.

Der Fotosensor ist nun über eine Messleitung mit dem Metallgehäuse verbunden.
Eine Schirmung( oder ein Shield in Form eines Kondensators) sollte also nur das allgemeine Elektrosmokrauschen entfernen.
Ich würde gerne lieber ein Shield verwenden, da ich keine richtigen Potentiale herausführen möchte.
Gruß Robert

BID = 423898

photonic

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Beiträge: 1301
Wohnort: Zürich, Schweiz

Dann solltest du sicher mal den GND deiner Schaltung, das Gehäuse und den Schirm des Kabels niederohmig verbinden, nicht über Kondensatoren. Wahrscheinlich reicht das dann schon. Dazu noch einen passenden Tiefpassfilter um alles was du sowieso nicht messen willst zu entsorgen. Wenn du digital misst brauchst du auf jeden Fall einen Tiefpass bei maximal der Nyquist-Frequenz (in deinem Fall bei 5 Hz). Damit bist du schon das allermeiste los was eingestreut werden kann.


[ Diese Nachricht wurde geändert von: photonic am 22 Apr 2007  3:46 ]

BID = 424040

elektrorobert

Gelegenheitsposter

Beiträge: 94
Wohnort: ratzeburg
ICQ Status  

Also die Messschaltung an sich funktioniert einwandfrei, obwohl ich noch keinerlei EMV Schutz betrieben habe.
Wahrscheinlich funktioniert die analoge Messschaltung nur, welche ja auch im µA Bereich arbeitet, so gut, weil ich das Sensorsignal mit einem aktiven Tiefpass 2. Ordnung mit fg=10Hz
von den Störungen beseitige.
Doch da das eine Abschlussprüfung ist, sollte man auch einen zusätzlichen (EMV)Schutz einbauen(wie z.B, ein Shield)
Gruß Robert

BID = 424307

high_speed

Schreibmaschine



Beiträge: 2073

@ photonic

> Ein Messplatz den ich letzthin aufgebaut habe ist mit 16 mm2
> Cu zwischen allen Komponenten auf gleiches Potential
> gebracht und das ganze direkt an die dickste PE-Schiene die
> ich zur Verfügung hatte angeschlossen. Das hat sehr viel
> gebracht verglichen mit der vorher nur 1.5 mm2 PE Anbindung
> und ein paar dünnen Cu-Kabelschirmen.

Besser als eine Ader mit möglichst großen Querschnitt zu
benutzen, ist den Leiter als Cu-Blechstreifen auszuführen.
Das hat dann erheblich bessere HF-Eigenschaften.
Der Querschnitt braucht dann auch nicht ganz so gewaltig zu
sein. Ein 16mm^2 bekommt man auch schlecht an kleine
Messschaltungen, da ist das Blech schon von Vorteil,
besonders in Hinsicht auf die Kontaktwiderstände.

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

MfG
Holger

_________________
George Orwell 1984 ist nichts gegen heute.
Der Überwachungsstaat ist schon da!

Leider lernen die Menschen nicht aus der Geschichte,
ansonsten würde sie sich nicht andauernd wiederholen.

BID = 424365

cholertinu

Inventar



Beiträge: 3755
Wohnort: CH


Zitat :
high_speed hat am 23 Apr 2007 21:48 geschrieben :

@ photonic
Besser als eine Ader mit möglichst großen Querschnitt zu
benutzen, ist den Leiter als Cu-Blechstreifen auszuführen.

Und noch besser als ein Blech ist ein Erdband, bestehend aus feinen Drähten. An der FH haben wir damals entsprechende Messungen gemacht, die Verbesserungen sind markant.

Das Band ist auch einfacher zu verlegen als ein Blech.

BID = 424592

photonic

Schreibmaschine



Beiträge: 1301
Wohnort: Zürich, Schweiz

Danke für die Tipps! Beim nächsten mal wenn ich so etwas brauche werde ich das Erdband sicher in Betracht ziehen. In diesem Fall hat das 16mm^2 feindrähtig gereicht, auch wenn es mühsam anzuschliessen und zu verlegen war, die Störungen habe ich bis unterhalb der Messgrenze gedämpft und bin zufrieden.

BID = 424598

photonic

Schreibmaschine



Beiträge: 1301
Wohnort: Zürich, Schweiz


Zitat :
aktiven Tiefpass 2. Ordnung mit fg=10Hz
von den Störungen beseitige.


Wenn es eine Prüfungsaufgabe ist (auch in echten Aufgaben wenn man um die letzten dB S/N Verhältnis kämpft) würde ich darauf achten dass die Messfrequenz mindestens doppelt so hoch ist wie die Grenzfrequenz des Tiefpasses. Sonst besteht im Fall von Wechselsignalen oder auch bei Rauschen die Gefahr dass sogenanntes Aliasing auftritt, also ein heruntermischen von höherfrequenteren Anteilen als die Nyquist-Frequenz (1/2 der Samplingrate) in niederfrequente Bereiche. Digital ist das dann nicht mehr von einem echten niederfrequenten Signal zu unterscheiden und kann nicht mehr gefiltert werden.

Für einen guten Messaufbau musst du diesen Sachverhalt unbedingt berücksichtigen.


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