Magdowski, Mathias; Markgraf, Peter; Schulz, Philip: Messung und Simulation der Eigenresonanzen durch Mehrfachreflexionen in einem Leitungsnetzwerk im Frequenz- und Zeitbereich. In: Garbe, H. (Ed.): Proceedings EMV Kongress 2022. Aachen : Apprimus, 2022, S. 27-33
Zusammenfassung: | |
Feldbusse aus dem Automobilbereich wie CAN, EtherCAT, LIN oder FlexRay können die Busteilnehmerbzw. Steuergeräte in verschiedenen Verkabelungstopologien wie Bus, Ring, Stern oderBaum miteinander verbinden [4]. Verschiedene Topologien benötigen abweichende Kabellängenund bieten unterschiedliche Ausfallsicherheit oder Erweiterbarkeit. Auch die maximal erreichbareÜbertragungsrate bzw. das EMV-Verhalten des Feldbusses wird durch die Topologie bestimmt, daeventuelle Mehrfachreflexionen durch fehlangepasste Leitungsenden und Knotenpunkte zu unerwünschtenSignalüberlagerungen führen. Im Zeitbereich äußerst sich das durch ein Einschwingverhaltenmit gedämpften Schwingungen und entsprechenden Zeitkonstanten. Im Frequenzbereichweisen solche fehlangepassten Leitungsnetzwerke scharfe Resonanzstellen mit geringer Bandbreiteund entsprechend hoher Güte auf. Zur experimentellen Untersuchung solcher Feldbusnetze bieten sich im Frequenzbereich Impedanzanalysatoren[3] an, mit denen die frequenzabhängige komplexe Eingangsimpedanz an denLeitungsenden bzw. an Knotenpunkten gemessen und auf Resonanzstellen bzw. Extremwerte desBetrags oder schnelle Phasenänderungen untersucht werden kann.Für transiente Untersuchungen lassen sich Oszilloskope [5] nutzen, um z. B. das Einschwingverhaltenbzw. die Sprungantwort nach einer Schaltflanke zu messen. Als Anregung können einfacheSignalgeneratoren zur Erzeugung von Rechteckpulsfolgen bzw. Taktsignalen genutzt werden.In diesem Beitrag werden entsprechende Messergebnisse für ein konkretes Beispielnetzwerk ausvier Leitungen sowie vier Steuergeräten (nachgebildet durch verschiedene Lastwiderstände) diskutiertund mit zugehörigen Simulationsergebnissen aus LTspice [1] verglichen. Das gewählte Netzwerkstellt dabei eine ArtWorst-Case-Szenario mit besonders schlechter Anordnung der Leitungenund Steuergeräte dar, das aufgrund starker Fehlanpassungen viele Mehrfachreflexionen und hoheResonanzgüten erwarten lässt. Die Idee, ein möglichst schlechtes Netzwerk zu untersuchen,um daraus Gestaltungsregeln für Netzwerke mit gutem EMV-Verhalten abzuleiten, entstammt demStudent Contest 2021 des German Chapters der IEEE EMC Society [2]. Das gleiche und weitereNetzwerke dieser Art werden auch im Beitrag [6] untersucht. | |
Lizenzbestimmungen: | CC BY 3.0 DE |
Publikationstyp: | BookPart |
Publikationsstatus: | publishedVersion |
Erstveröffentlichung: | 2022 |
Die Publikation erscheint in Sammlung(en): | EMV 2022 Köln |
Pos. | Land | Downloads | ||
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Anzahl | Proz. | |||
1 | Germany | 83 | 56,08% | |
2 | United States | 23 | 15,54% | |
3 | Israel | 9 | 6,08% | |
4 | Czech Republic | 5 | 3,38% | |
5 | China | 5 | 3,38% | |
6 | No geo information available | 4 | 2,70% | |
7 | United Kingdom | 3 | 2,03% | |
8 | Austria | 3 | 2,03% | |
9 | Russian Federation | 2 | 1,35% | |
10 | India | 2 | 1,35% | |
andere | 9 | 6,08% |
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