Was ist ein Netzfilter?
Ein Netzfilter ist ein Filter, der in die Stromversorgungsleitung eines Geräts eingefügt wird, um das vom Gerät erzeugte Rauschen und das von externen Geräten eingehende Rauschen zu entfernen. Sie werden auch als Rauschfilter bezeichnet, weil sie dazu dienen, Rauschen zu entfernen.
Im Allgemeinen wird die Störaussendung als EMI (Electromagnetic Interference) und die Störabstrahlung von externen Geräten als EMS (Electro Magnetic Susceptibility: EMS) bezeichnet. Darüber hinaus müssen verschiedene Gerätetypen so konstruiert sein, dass sie ihre eigene Geräuschentwicklung unterdrücken und nicht durch Geräusche von peripheren Geräten beeinträchtigt werden. Dies wird als EMV (elektromagnetische Verträglichkeit) bezeichnet.
Um diese EMV zu erreichen, werden Netzfilter verwendet, die entweder in den Stromversorgungsleitungen innerhalb des Geräts oder außerhalb des Geräts eingesetzt werden.
Anwendungen von Netzfiltern
Netzfilter sind eine Art Tiefpassfilter. Der Grund dafür ist, dass die Hauptkomponente des Rauschens in digitalen Geräten die hochfrequenten Wellen sind, die von den verschiedenen digitalen ICs auf den Leiterplatten der Geräte erzeugt werden.
Netzfilter sind am wirksamsten, wenn sie so nah wie möglich an den rauschenden Geräten installiert werden. Denn je größer der Abstand ist, desto mehr Rauschen kann sich durch den Zwischenraum ausbreiten.
Der aus dem Netzfilter kommende Erdungsdraht sollte so kurz wie möglich sein. Ist er länger, kann sich die Wirkung der Rauschunterdrückung halbieren.
Funktionsweise der Netzfilter
Das von elektronischen und elektrischen Schaltungen erzeugte Rauschen nimmt mit der Betriebsfrequenz zu, da die Schaltungen immer größer und ausgefeilter werden. Infolgedessen wird auch das erzeugte Rauschen immer häufiger, und seine Beseitigung wird immer schwieriger.
Es gibt zwei Arten von Rauschen, die von Geräten erzeugt werden: Strahlungsrauschen und Ausbreitungsrauschen. Beim Abstrahlungsrauschen breiten sich die im Schaltkreis erzeugten Hochfrequenzsignale direkt über die Luft aus und stören andere Geräte.
Ausbreitungsrauschen ist die Art von Rauschen, die andere Geräte über die Strom- und Signalkabel der Geräte stört. Diese Geräusche können zu Fehlfunktionen elektronischer und elektrischer Geräte oder im schlimmsten Fall zur Zerstörung der Geräte führen.
Netzfilter zur Beseitigung solcher Störungen bestehen im Wesentlichen aus Spulen, Kondensatoren und Ferritkernen.
Spulen und Ferritkerne lassen niederfrequente Signale bedingungslos durch diese Geräte hindurch. Je höher die Frequenz des Signals ist, desto schwieriger ist es jedoch, es durchzulassen. Durch den direkten Anschluss dieser Spulen und Ferritkerne an die Signalleitung wird die Rauschabstrahlung unterdrückt.
Ein Kondensator hingegen lässt niederfrequente Signale nicht durch, hat aber die Eigenschaft, dass Signale umso leichter durchgelassen werden, je höher die Frequenz ist. Durch die Platzierung zwischen der Signalleitung und der Erde werden hochfrequente Signale auf der Erdungsseite verworfen, wodurch die Rauschabstrahlung zusammen mit der Spule und dem Ferritkern unterdrückt wird.
Durch die vertikale Verbindung mehrerer Tiefpassfilter, die eine Kombination aus dieser Spule, dem Ferritkern und dem Kondensator sind, kann die Frequenzselektivität weiter erhöht werden. Mit anderen Worten: Die gewünschten tiefen Frequenzen werden leichter durchgelassen und unerwünschte hohe Frequenzen können eliminiert werden.