Anwendung: Gütemessadapter
Die Wege der Hochfrequenz und die Bedeutung von Hohlnieten
Aus Erfahrung wird man klug - oder zumindest etwas klüger. Es ist manchmal gut, sich auch an
Dinge zu erinnern, die man schon einmal wußte.
Dazu zählt das Wissen über das Verhalten von hochfrequenten Strömen.
Man stelle sich eine Kupferplatte vor, so groß wie eine Kuchenplatte. In der Mitte wird
jeweils ein Draht angelötet, und die beiden Drähte werden an eine Spannungsquelle
angeschlossen. Bei Gleichstrom fließt der Strom überwiegend direkt von Draht zu Draht
mitten durch die Kupferplatte hindurch. Natürlich verteilt er sich auch im Innern der
Kupferplatte, was im Bild nicht dargestellt wurde. Aber es findet ein Durchgang statt.
Der hochfrequenteStrom wird vom Draht beginnend an der Oberfläche entlanglaufen, von innen nach außen wie Sonnenstrahlen,
über den Rand hinweg und von außen nach innen wieder zum anderen Draht hin, das alles mit wechselnder Richtung zwischen den Drähten.
Ursache für den Umweg ist der Skineffekt, der hochfrequente Strom vermag mit wachsender Frequenz immer schlechter, die Kupferplatte zu
durchdringen. Es findet kein Durchfluß statt.
Nun stelle man sich einen Kasten vor. Ist er dicht, wird Hochfrequenz von außen nicht nach innen kommen und umgekehrt.
Das ist der Faradaysche Käfig, z.B. im Mikrowellenherd.
Wenn in ein Gehäuse aus Weißblech zwei BNC-Buchsen eingebaut werden, deren Innenleiter miteinander verbunden werden,
so bildet das Innere des Gehäuses den Außenleiter dazu. Der Energiefluß findet ausschließlich im Innern
statt, wenn der Übergang vom Koaxialkabel zu dem Innenleben des Kastens ordentlich erfolgt. Der Strom läuft am Innenleiter
und über die Innenflächen des Gehäuses entlang. Innenleiter und Außenleiter bilden eine koaxiale Anordnung mit
einem Wellenwiderstand, der selten bei 50 Ω liegen wird.
Nun gibt es ja die Möglichkeit, die Verbindung als Streifenleiter auszubilden. Eine doppelt mit Kupferfolie belegte
Leiterplatte wird dazu verwendet. Eine Kupferfolie wird Massefläche und die gegenüber liegende Kupferfolie wird Streifenleiter.
Die Massefläche wird an ihrem Rand mit dem Gehäuse verlötet. Der Streifenleiter wird mit den Innenleitern der BNC-Buchsen verlötet.
Der Strom läuft wieder, wie dargestellt, aber mit folgendem Unterschied: Durch das Dielektrikum des Leiterplattenmaterials wird er sich zwischen
Streifenleiter und Massefläche im Leiterplattenmaterial konzentrieren. Er wird aber auch noch die Gehäusewände erreichen.
Oberhalb der Massefläche des Leiterplattenmaterials ist kein Stromfluß!
Nutzt man den freien Raum zur Unterbringung von Bauelementen, so muß
man schon überlegen, auf welchem Wege die HF die Verbindung sucht. Wenn beidseitig bestückt wird,
kann das ganz schön ins Auge gehen! Es müssen Wege aus dem Faradayschen Käfig führen,
ohne jedoch Erdschleifen zu verursachen.
Schlimm wird es auch, wenn beidseitig der Leiterplatte Masseflächen gebildet werden. Da helfen nur viele Hohlniete,
die aber nicht beim beidseitigen Verlöten zulaufen dürfen.
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