Was ist ein Rauschfilter?
Rauschfilter sind elektronische Bauteile, die dazu dienen, Rauschen aus Stromversorgungen und Signalen zu entfernen.
Sie werden in vielen elektrischen und elektronischen Schaltungen eingesetzt. Wenn sich der Stromwert in einem Kommunikationskabel ändert, wird in der Umgebung ein Magnetfeld erzeugt. Dieses Magnetfeld erzeugt Rauschen (anormale Signale) in dem umgebenden Kabel.
Die Erzeugung von Rauschen kann durch den Einbau von Rauschfiltern verhindert werden. Beachten Sie, dass die Verwendung von Geräten ohne Rauschverarbeitung zu Fehlfunktionen und Ausfällen führen kann.
Anwendungen für Rauschfilter
Rauschfilter werden häufig in akustischen und industriellen Geräten eingesetzt. Im Folgenden finden Sie einige Beispiele für den Einsatz von Rauschfiltern:
- Vermeidung von Rauschen in Lautsprechern
- Verhinderung von Rauschen in Funkgeräten
- Stromversorgungsleitungen von PLCs, PCs und Servern
- Stromkreise von Wechselrichtern und Thyristorschaltungen
Hauptsächlich verwendet in Empfangsgeräten, bei denen Rauschen vermieden werden soll, und in Ausgabegeräten, die Rauschen erzeugen. Lautsprecher und Funkgeräte sind Geräte, bei denen die Wirkung von Rauschen eliminiert werden soll, und Rauschfilter werden in die Kommunikationsleitungen eingebaut. In diesem Fall ist das Rauschen eine Lärmquelle.
Auch bei Computern, wie z. B. SPS, sollen durch Rauschen verursachte Fehlfunktionen vermieden werden, daher werden manchmal Rauschfilter in die Stromversorgungsleitungen und andere Geräte eingebaut. Wechselrichter und Thyristoren hingegen sind geräuschverursachende Geräte.
Da die Strom- und Spannungsänderungen im Sekundärkreis steil sein können, wird das erzeugte Rauschen durch Glättung mit einem Rauschfilter entfernt. Zur Glättung des erzeugten Stroms wird im Allgemeinen eine Drossel verwendet.
Funktionsweise von Rauschfiltern
Rauschen wird im Wesentlichen auf zwei Arten übertragen. Zu einem das Strahlungsrauschen, das direkt aus dem Inneren elektronischer Geräte in den Weltraum abgestrahlt wird, und leitungsgebundenes Rauschen, das über Stromversorgungsleitungen und elektronische Schaltkreise übertragen wird und Störungen bei anderen elektronischen Geräten verursacht. Es entsteht zum Beispiel, wenn Funkwellen unterschiedlicher Wellenlänge in Funkwellen verschiedener Wellenlängen eingekoppelt werden.
Um dieses Rauschen zu verhindern, wird ein Filter (Tiefpassfilter) eingesetzt, der hochfrequente Signale abschneidet, wenn die Hauptursache des Rauschens hochfrequent ist. Handelt es sich hingegen um ein niederfrequentes Rauschen, wird ein Filter verwendet, das die niedrigen Frequenzen unterdrückt (Hochpassfilter).
Die gebräuchlichsten Arten von Tiefpassfiltern sind Induktivitäten und Kondensatoren. Induktivitäten haben eine niedrige Impedanz für niederfrequente Signale und eine hohe Impedanz für hochfrequente Signale. Wenn man also eine Induktivität in Reihe in einen Schaltkreis einfügt, können niederfrequente Signalkomponenten leicht durchgelassen werden, während hochfrequente Komponenten nur schwer durchgelassen werden können.
Kondensatoren hingegen haben die gegenteiligen Eigenschaften wie Induktivitäten. Die Kombination eines Kondensators und einer Induktivität ergibt einen Rauschfilter, der niedrige und hohe Frequenzen unterdrückt.
Auswahl eines Rauschfilters
Zwei wichtige Faktoren bei der Auswahl eines Rauschfilters sind die Nennspannung und der Nennstrom.
1. Nennspannung
Verwenden Sie eine niedrigere Spannung als die für jedes Produkt angegebene Nennspannung (maximale Betriebsspannung). Einige Hersteller berücksichtigen Spannungsschwankungen und erlauben den Einsatz bei höheren Spannungen als der Nennspannung.
2. Nennstrom
Wie bei der Spannung hat jedes Produkt seine eigene Obergrenze für den Stromwert. Insbesondere beim Strom ändern sich die Eigenschaften in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur, so dass es notwendig ist, die Umgebung, in der das Produkt eingesetzt werden soll, im Voraus zu prüfen.
Mit steigender Umgebungstemperatur nimmt der zulässige Laststrom allmählich ab. Kurzfristig verursacht ein Strom über dem zulässigen Wert keine ernsthaften Probleme, aber wenn der Strom wiederholt fließt, kann er einen Fehler verursachen. Darüber hinaus können z. B. Gleichstromversorgungen Einschaltströme erzeugen, und Rauschfilter sollten unter Berücksichtigung des Stromwerts und der Dauer ausgewählt werden.
Weitere Informationen zu Rauschfiltern
Vorsichtsmaßnahmen bei der Verwendung von Rauschfiltern
Die Erdung ist auch bei Rauschfiltern wichtig. Die Erdungsleitung sollte so dick und kurz wie möglich sein. Ist der Erdungsdraht lang, kann eine Induktionskomponente wirken und die Dämpfungseigenschaften verringern.
Es ist auch wichtig, die Eingangs-/Ausgangsleitungen nicht miteinander zu verbinden oder eng zu verdrahten. Wenn die Eingangs-/Ausgangsverdrahtung eng beieinander liegt, werden hochfrequente Störkomponenten das Filter umgehen und die gewünschte Filterwirkung wird nicht erzielt.