Dokumentation

Die Impedanz darf bei der Verlegung des Bezugspotentials nicht vernachlässigt werden. Im "worst case" kann das Bezugspotential an verschiedenen Stellen unterschiedliche Potentiale aufweisen. Dieser Fall wird z.B. im folgenden Bild deutlich, das eine Ersatzschaltung mit einer "elementaren Reihenmassestruktur" zeigt:

Schaltung mehrerer Stufen in einer "elementaren Reihenmassestruktur" In einer Schaltung mit dieser Struktur steuert die einzelne Stufe jeweils nur ihre Folgestufe an und wird selbst auch nur von ihrer Vorstufe angesteuert. Die Impedanz Zgi der Leitung vom Massesternpunkt einer Stufe zum Potentialausgleichssystem (Punkt A bis E mit den Impedanzen Zki,(i+1) ) verkoppelt Eingangs- und Ausgangskreis dieser Stufe. Ob sich dies störend auswirkt, lässt sich ohne Berücksichtigung der übrigen Schaltung ermitteln, denn die Störung betrifft nur die Stufe. Auf dem Bezugspotential bzw. Masse zwischen den Stufen i und i+1 (Impedanz Zki,(i+1) ) fließt nur der Signalstrom zwischen diesen beiden Stufen. Ebenso durchfließt die Eingangs- und Ausgangsmasseklemmen der Schaltung nur der zugehörige Eingangs- bzw. Ausgangsstrom. An den Impedanzen Zki,(i+1) der Teilmassen zwischen den Stufen entstehen durch die einzelnen Signalströme Spannungsabfälle. Sie summieren sich zu der Spannung UAE zwischen den Eingangs- und Ausgangsmasseklemmen auf. Dies bleibt ohne störende Folgen, solange diese Klemmen nicht noch über andere Pfade in Verbindung stehen. Andernfalls bildet sich eine Masseschleife.

Masseschleife an einer "elementaren Reihenmassestruktur"

Es fließen die Signalströme nicht nur über die zugehörige Impedanz Zki,(i+1) zur Quelle zurück, sondern auch über die Masse der anderen Pfade. Damit sind aber, wie die Stromanalyse zeigt, alle durch diese Pfade berührten Stufen miteinander verkoppelt. Das nächste Bild zeigt die Verkopplung aller Stufen bei der Parallelschaltung der Massen zweier Schaltungen mit Reihenmassestruktur.

Masseschleife aus zwei Schaltungen mit Reihenmassestruktur

Optimiert man die Schaltung derart, daß all Zki zu Null werden, entsteht eine Sternstruktur der Masse. Die Masseverbindungen aller Stufen laufen im Sternpunkt zusammen. Da längere Leitungen allerdings die entsprechenden Impedanzen Zgi erhöhen, sollten möglichst kurze Leiterbahnen verlegt werden.

Die Sternstruktur eliminiert die Impedanzen des Potentialausgleichssystems zwischen den einzelnen Stufen.

zurück zum Artikel EMV-Analyse