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Inhaltsverzeichnis
5
1 Motivation und Übersicht
11
1.1 Zu den im Buch aufgeführten Programmen
15
1.2 Zu den Abbildungen des Buches
15
2 Das Denken in Spannungen, Strömen, Feldern und Impedanzen
17
3 Elektrische Felder
27
3.1 Wirkung elektrischer Felder und ihre Berechnung
29
4 Magnetische Felder
37
4.1 Wirkung magnetischer Felder
37
4.2 Berechnung der magnetischen Feldstärke von Ein- und
39
4.3 Magnetfelder von Geofoltrafos
41
4.4 Magnetische Streufelder beliebiger Anordnungen dünner Drähte
42
4.4.1 Magnetfeld einer Vierleiteranordnung
43
4.4.2 Magnetfeld eines verdrillten Kabels
44
4.4.3 Beispiel für die Berechnung mit dem mitgelieferten Programm
46
4.4.4 Besonderheiten von Magnetfeldern verdrillter Kabel
48
5 Elektromagnetische Felder
51
5.1 Wirkung elektromagnetischer Felder
55
5.2 Die Elementardipole
59
5.2.1 Abstandsumrechnung
66
5.2.2 Die Feldwellenwiderstände
70
5.3 Effektive Höhe, wirksame Fläche und Strahlungswiderstand
72
5.4 Feldstärkeabschätzungen für Flächenantennen
79
5.4.1 Leistungsdichte und elektrische Feldstärke im Fernfeld
80
5.4.2 Leistungsdichte und elektrische Feldstärke im Nahfeld
81
5.4.3 Quellcode des Programms APERTUR
83
6 Das Beeinflussungsmodell
85
6.1 Galvanische Kopplung
92
6.1.1 Maßnahmen gegen eine galvanische Beeinflussung bzw.
94
6.2 Kapazitive Kopplung
96
6.2.1 Maßnahmen zur Verringerung der kapazitiven Kopplung
98
6.3 Induktive Kopplung
100
6.3.1 Magnetische Entkopplung
102
6.3.2 Definition einer effektiven Gegeninduktivität für
103
6.3.3 Maßnahmen zur Verringerung der induktiven Kopplung
106
6.4 Elektromagnetische Kopplung
108
6.4.1 Maßnahmen zur Verringerung der elektromagnetischen
109
6.4.2 Das
110
6.4.3 Zur Abschätzung der elektromagnetischen Kopplung
113
7 Intrasystemmaßnahmen
121
7.1 Allgemeines zur Massung, Schirmung, Verkabelung und Filterung
123
7.1.1 Massung
123
7.1.2 Schirmung
124
7.1.3 Verkabelung
126
7.1.4 Filterung
129
7.2 Schirmung gegen elektrische Felder – Gitterschirme
138
7.3 Schirmung gegen Magnetfelder
140
7.3.1 Schirmung gegen magnetische Gleichfelder
140
7.3.2 Schirmung gegen mittelfrequente magnetische Felder
147
7.3.3 Zwei Parallele Platten gegen magnetische Wechselfelder
147
7.3.4 Hohlkugel gegen Magnetfelder
148
7.3.5 Hohlzylinder im magnetischen Querfeld
148
7.3.6 Hohlzylinder im magnetischen Längsfeld
149
7.4 Schirmung nach Schelkunoff – kurz und knapp
151
7.5 Leckagen, Durchgriffe, Hohlraumresonanzen
170
7.5.1 Leckagen, Durchgriffe
172
7.5.2 Niederfrequente Resonanzen; Hohlraumresonanzen
179
7.6 Kabelkopplung und Kabeltransferimpedanz
183
7.6.1 Kabelkopplung
184
7.6.2 Einkopplung in verdrillte und unverdrillte Zweileiter hinein
186
7.6.3 Ein- und Überkopplung bei geschirmten Leitungen
188
7.6.3.1 Berechnung der Einkopplung
188
7.6.3.2 Auskopplung aus einem Koaxialkabel heraus
202
7.6.3.3 Beispiel für eine Impulsüberkopplung
202
7.6.3.4 Kabeltransferimpedanz
203
7.6.4 Kabelschirmauflegung am Geräteeingang
210
8 Natürliche Rauschquellen, elektromagnetische Umwelt und Grenzwerte
215
8.1 Natürliche Rauschquellen, elektromagnetische Umwelt
216
8.2 Umrechnung von Grenzwerten
227
8.2.1 Abstandsumrechnung
227
8.2.2 Umrechnung E -> H und H ->E
229
9 EMV-Planung und Analysen
235
9.1 Entstehungsphasen eines komplexen Systems
237
9.1.1 Konzeptphase
237
9.1.2 Definitionsphase
238
9.1.3 Konstruktions- und Bauphase
240
9.2 EMV- Prüfplanung
242
9.3 Durchführung von Analysen
250
10 Numerische Verfahren zur Feldberechnung
255
10.1 Zur Auswahl des geeigneten Verfahrens
257
10.2 Plausibilitätskontrollen
263
10.3 Analysebeispiele
273
10.3.1 Resonanzuntersuchungen an einem PKW
273
10.3.2 Einfluss des Dielektrikums auf die Abstrahlung von einer
275
10.3.3 Abstrahlungen von einem Mobiltelefon
275
10.3.4 Elektromagnetisches Feld auf einer Fregatte
276
10.4 Hinweise zum Einsatz numerischer Verfahren
278
10.5 Anwendung: Antennenkopplung
283
10.5.1 Allgemeines zur N-Tor-Theorie
283
10.5.2 Zweitorparameter
284
10.5.3 Berechnung einer Antennenkopplung
286
10.5.4 Quellcode des Programms ANPASS
291
11 Modellierung und Bewertung von Störfestigkeitsnachweisen
293
11.1 Standardisierte Störfestigkeitsnachweise
294
11.2 Statistische Modellierung der Störfestigkeit
296
11.2.1 Störwahrscheinlichkeit
297
11.2.2 Störverhaltensfunktion
300
11.2.3 Interpretation von Störfestigkeitsnachweisen
303
11.3 Zeitvariante Störfestigkeit
304
11.3.1 Modellierung
305
11.3.2 Verhalten von Mikroprozessorschaltungen
310
A1 Elektrische Felder von Stabanordnungen
313
A1.1 Potentialkoeffizienten und Teilkapazitäten
314
A1.2 Potentiale, elektrische Feldstärken und Teilkapazitäten
315
A1.2.1 Quellcode des Programms HLEITER
321
A1.3 Potentiale, elektrische Feldstärken und Teilkapazitäten von
325
A1.3.1 Quellcode des Programms VSTAB
330
A2 Magnetische Streufelder
335
A2.1 Streufeldarme Verlegung
335
A2.1.1 Das Einleiterkabel (Fall a aus 4.2)
335
A2.1.2 Kabel mit einem Hin- und einem Rückleiter (Fall b aus 4.2)
336
A2.1.3 Verwendung von zwei Hin- und zwei Rückleitern
337
A2.1.4 Verlegung von Hin- und Rückleiter über einer Massefläche
338
A2.1.5 Verwendung von vier Hin- und vier Rückleitern
339
A2.2 Rechenprogramm zur Bestimmung magnetischer Streufelder
340
A2.2.1 Feld eines endlich langen Drahtes
340
A2.2.2 Feld einer einlagigen Spule
342
A2.2.3 Berücksichtigung von Phasenbeziehungen
346
A2.2.4 Quellcode des Programms SFELD
348
A3 Eigen- und Gegeninduktivitäten
369
A3.1 Gegeninduktivität zwischen einem endlich langen Leiter
369
A3.2 Zerlegung einer durch Geraden begrenzten Fläche in der xy-
371
A3.3 Behandlung von beliebigen Leiterschleifen im Raum
373
A3.4 Gegeninduktivität zwischen 2 Kreisschleifen mit seitlicher
375
A3.5 Quellcode des Programms GEGEN
377
A4 Elementardipole
391
A4.1 Hertzscher Dipol
391
A4.2 Stromschleife (Rahmenantenne)
396
A4.3 Gegenüberstellung der Wellenimpedanzen
402
A5 Die Polarisationsellipse
403
A5.1 Zweidimensionaler Fall (E
404
A5.2 Dreidimensionaler Fall – Lösungen im Zeitbereich
406
A5.3 Dreidimensionaler Fall – Lösungen im Bildbereich
416
A6 Skineffekt und Schirmungstheorie von Schelkunoff
419
A6.1 Skineffekt beim leitfähigen Halbraum
419
A6.1.1 Starker Skineffekt
421
A6.1.2 Schwacher Skineffekt
421
A6.2 Schirmungstheorie nach Schelkunoff
422
A6.2.1 Einleitung
422
A6.2.2 Notwendige Gleichungen
422
A6.2.3 Schirmungsmechanismus
423
A6.2.4 Schirmdämpfung
425
A6.2.5 Einfache Anwendung von Schelkunoff’s Theorie
426
A6.2.7 Fehlerbetrachtungen
432
A6.2.8 Zusammenfassung
433
A7 Muster einer EMV- Designrichtlinie für Systeme
435
A7.1 Massung, Erdung
435
A7.2 Systemfilterung
437
A7.3 Schirmung
437
A7.4 Verkabelung
438
A8 25 Regeln für den EMV-gerechten Platinen- und Geräteaufbau
443
A9 Einfache Bestimmung von Kabeltransferimpedanzen
451
A9.1 Bestimmung des Spannungsverhältnisses mit einem Oszilloskop
455
A9.2 Bestimmung des Verhältnisses mit einem Netzwerkanalysator
457
A10 Kapazitäten und Induktivitäten einiger grundsätzlicher Anordnungen
463
1. Ebene / Ebene
463
2. Geschichtetes Dielektikum
463
3. Konzentrische Kugeln
463
4. Kugel / Ebene
464
5. Kugel / Kugel - Kugelfunkenstrecke
464
6. Konzentrische Zylinder
464
7. Elliptisches Kabel
464
8. Geschichtetes Dielektrikum im Zylinderkondensator
464
9. Exzentrische Zylinder mit 2 Achsen
465
10. Zweileiterkabel
465
11. Zylindrischer Leiter / Ebene
465
12. Zwei parallele Bandleiter
465
13. Vertikalantenne
466
14. Horizontalantenne
466
15. Zwei parallele Drähte begrenzter Länge
466
16. Parallele Kreiszylinder
466
17. Zwei Leiter gegen eine Ebene
467
18. Leiter gegen zwei Ebenen
467
19. Zwei hintereinanderliegende gerade Leiter
467
20. Ringspule
468
21. Drehstromkabel
468
22. Zylinderspule
468
23. Zwei parallele Leiterbahnen oberhalb eines Trägermaterials
468
24. Zwei parallele Leiterbahnen, oberhalb und unterhalb eines Trägermaterials
469
25. Leiterbahn oberhalb einer Masseebene
469
A11 Berichte von elektromagnetischen Unverträglichkeiten
471
A12 Lösungen der Aufgaben
475
A13 Physikalische Konstanten und Umrechnungsbeziehungen
493
A13.1 Physikalische Größen und Konstanten
493
A13.2 Umrechnungstabelle Druck
494
A13.3 Umrechnungstabelle Energie
495
A13.4 Umrechnung für elektrische und magnetische Größen
495
A13.5 Umrechnung logarithmischer Größen
496
A13.6 Abkürzungen
497
A14 Literaturverzeichnis
499
14.1 Literatur zum Kapitel 11
502
Sachverzeichnis
503
A
503
B
503
C
503
D
503
E
503
F
504
G
504
H
504
I
504
K
504
L
504
M
505
N
505
O
505
P
505
S
505
T
506
U
506
Vv
506
W
507
Z
507
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