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Kann mir Jemand erklären wieso bei HF Signalen die Rückleitung immer möglichst nahe bei der Hinleitung sein sollte? Für ein besseres Verständniss ein kleines Beispiel aus der Praxis:
Ich habe eine doppelseitige Leiterplatte welche eine GND Fläche hat. Nun schliesse ich von einer BNC Buchse durch eine längere Leiterbahn einen Widerstand an, welcher dann mit dem anderen Ende nach GND verbunden wird. Nun ist es ja so dass die Signale auf der Rückleitung (also GND Fläche) nicht den möglicherweise direktesten Weg zum Masseanschluss des BNC Steckers nehmen, sondern entlang der Hinleitung (natürlich auf der GND Fläche) verlaufen. Wieso ist dies so?
Vielen Dank für Eure Anregungen

» Nun ist es ja so dass die Signale auf der Rückleitung (also GND Fläche)
» nicht den möglicherweise direktesten Weg zum Masseanschluss des BNC
» Steckers nehmen, sondern entlang der Hinleitung (natürlich auf der GND
» Fläche) verlaufen. Wieso ist dies so?
» Vielen Dank für Eure Anregungen

wie hast du das denn nachgewiesen ?

» Nun ist es ja so dass die Signale auf der Rückleitung (also GND Fläche)
» nicht den möglicherweise direktesten Weg zum Masseanschluss des BNC
» Steckers nehmen, sondern entlang der Hinleitung (natürlich auf der GND
» Fläche) verlaufen. Wieso ist dies so?
» Vielen Dank für Eure Anregungen
Wäre mir völlig neu. Ich habe gelernt, daß der Strom nach Möglichkeit immer den kürzersten- weil widerstandsärmsten- Weg wählt.
Bei größeren Masseflächen versteilt sich der Strom natürlich auf die Fläche und erreicht auch- bis zu einem gewissen Grad- die Grenzen zur Signalleitung. Ansonsten könnte man nur noch annehmen, daß sich an der Isolation zwischen Masse und Signalleitung Ladungsträger sammeln aufgrund der parasitären Leitungskapazitäten, und dort dann der Strom wegen der Ladungsverdichtung etwas stärker ist. Den Effekt halte ich aber für völlig irrelevant.

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Und die Grundgebihr is aa scho drin. DOS is jo nett..

» Kann mir Jemand erklären wieso bei HF Signalen die Rückleitung immer
» möglichst nahe bei der Hinleitung sein sollte? Für ein besseres
» Verständniss ein kleines Beispiel aus der Praxis:
» Ich habe eine doppelseitige Leiterplatte welche eine GND Fläche hat. Nun
» schliesse ich von einer BNC Buchse durch eine längere Leiterbahn einen
» Widerstand an, welcher dann mit dem anderen Ende nach GND verbunden wird.
» Nun ist es ja so dass die Signale auf der Rückleitung (also GND Fläche)
» nicht den möglicherweise direktesten Weg zum Masseanschluss des BNC
» Steckers nehmen, sondern entlang der Hinleitung (natürlich auf der GND
» Fläche) verlaufen. Wieso ist dies so?
» Vielen Dank für Eure Anregungen

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Hallo,

Ein tolles Phänomen.

Das wären die Reflexionen die entlang des Signalweges und auf der "Masse"-Leitung entlang laufen.
Es entstehen damit, je nach Ausführung der Leiterführung, den Bauteilen die sich im Signalpfad befindend "stören", die Kanten der Leiterplatte!! ein Wanderfeld das in Moden per Frequenz als "stehende" Welle mehrfach reflektieren.

So kann man in etwa annehmen, dass der Rückleiter, HF gesehen wie ein Kabel als Stripline zu sehen ist.
Dabei geht es jetzt nicht als Stromfluss - das komplex gesehen natürlich auch - sondern eher das wandernde Signal - die HF Signalübertragung.
Jeder Widerstand im Signalpfad ist eine Stoßstelle und drückt sich durch Dämpfung und Reflexion aus, weiterführend als Einfügedämpfung für den nächsten Signalübertragungsabschnitt.
HF gesehen ist auch die Kante der Platine zu betrachten; besonders bei sehr schnell wechselnden Nutzsignalen wie digitale, die eine irrige Anzahl Oberwellen erzeugen.
Daher muss der Signalpfad mit der passenden Impedanz an beiden Enden abgeschlossen sein.
Das bedeutet, für den Pfad zwischen den beiden Steckern je ein Abschlusswiderstand. Und! für die Leiterplatte eine Querleiterfläche von oben auf die Unterseite, die Massefläche, damit auch die quer, bzw. schräg laufenden Stoßwellen abgedämpft werden.
Wichtig zu sehen sind auch die Via's! Die sollten nicht wahllos irgendwo platziert sein, sondern Impedanz angepasst. Dazu so wenig wie möglich Signal-Via's, dafür mehr Masse-Via's auf richtige Stellen. Die Leiterführung wäre ideal rund auszuführen, nicht kantig, auch die Enden rund, die toll aussehenden 45 Grad Führungen rund, usw.

Unter HF Betrachtung ist die hiesige Massefläche etwas anders zu bertrachten - eher als Teil eines großen Xc.

Grüße
Gerald

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...und täglich grüßt der PC:
"Drück' ENTER! Feigling!"

» » Nun ist es ja so dass die Signale auf der Rückleitung (also GND Fläche)
» » nicht den möglicherweise direktesten Weg zum Masseanschluss des BNC
» » Steckers nehmen, sondern entlang der Hinleitung (natürlich auf der GND
» » Fläche) verlaufen. Wieso ist dies so?
» » Vielen Dank für Eure Anregungen
» Wäre mir völlig neu. Ich habe gelernt, daß der Strom nach Möglichkeit
» immer den kürzersten- weil widerstandsärmsten- Weg wählt.

--> nicht ganz so, bei HF-Betrachtungen! Da könnte unter Umständen das HF-Signal den physikalen Stromfluss laufeitmäßig schneller "überholen".
Impedanz - also Wellenwiderstand - ist auch Frequenzunabhängig, wie der Leiterwiderstand, und wirkt sich aber anders als der Leiterwiderstand.


» Bei größeren Masseflächen versteilt sich der Strom natürlich auf die
» Fläche und erreicht auch- bis zu einem gewissen Grad- die Grenzen zur
» Signalleitung. Ansonsten könnte man nur noch annehmen, daß sich an der
» Isolation zwischen Masse und Signalleitung Ladungsträger sammeln aufgrund
» der parasitären Leitungskapazitäten, und dort dann der Strom wegen der
» Ladungsverdichtung etwas stärker ist. Den Effekt halte

wie gesagt geht es um Signale nicht um Ladungen.

» ich aber für völlig
» irrelevant.

Das ist meine Einschätzung des HF.

Grüße
Gerald

--
...und täglich grüßt der PC:
"Drück' ENTER! Feigling!"

» Kann mir Jemand erklären wieso bei HF Signalen die Rückleitung immer
» möglichst nahe bei der Hinleitung sein sollte? Für ein besseres

Das sollte man nicht nur bei HF-Signalen machen. Selbst bei 50 Hz kann das wichtig sein. Bei einer fehlerhaften Elektroinstallation, bei der Hin- und Rückleiter weit voneinander entfernt sind, treten erhebliche Magnetstörfelder auf, die z.B. zur Folge haben können, dass alle CRT-Monitore in einem Gebäude schrecklich flimmern oder Audiosignale verbrummt sind.
Bei HF-Signalen bedeutet ein großer Abstand große Leitungsinduktivität (Tiefpasswirkung) und natürlich auch erhöhte Störabstrahlung. Ebenso werden verstärkt externe Störsignale eingefangen. Kurz gesagt: Je größer der Abstand zwischen Hin- und Rückleiter, desto wirksamer die Antennenfunktion.

Jörg

» » Kann mir Jemand erklären wieso bei HF Signalen die Rückleitung immer
» » möglichst nahe bei der Hinleitung sein sollte? Für ein besseres
»
» Das sollte man nicht nur bei HF-Signalen machen. Selbst bei 50 Hz kann das
» wichtig sein. Bei einer fehlerhaften Elektroinstallation, bei der Hin- und
» Rückleiter weit voneinander entfernt sind, treten erhebliche
» Magnetstörfelder auf, die z.B. zur Folge haben können, dass alle
» CRT-Monitore in einem Gebäude schrecklich flimmern oder Audiosignale
» verbrummt sind.

Da habe ich ein interessantes Beispiel:
"Zittern des Monitorbildes durch magnetisches Wechselfeld"
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/monit1.htm

» Bei HF-Signalen bedeutet ein großer Abstand große Leitungsinduktivität
» (Tiefpasswirkung) und natürlich auch erhöhte Störabstrahlung. Ebenso
» werden verstärkt externe Störsignale eingefangen. Kurz gesagt: Je größer
» der Abstand zwischen Hin- und Rückleiter, desto wirksamer die
» Antennenfunktion.

Du beschreibst eigentlich das Prinzip einer Induktionsschlaufe-Sende/Empfangs-Anlage. Habe ich mal gebaut für eine Übersetzungsanlage.

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

Hallo helgeK,

man kann sagen, das der Rückfluss immer entlang der Linie der geringsten Impedanz ist. Schauen wir uns mal eine Ersatzschaltbild einer Leitung an. Diese besteht immer aus einem hintereinanderschalten einer Serien Induktivität und eines Serienwiderstands und parallel dazu eine Kapazität (Sorry, keine Bild, vielleicht googlest du da mal nach "Ersatzschatlbild einer Leitung" ) .
Bei geringen Frequenzen spielen L und C keine Rolle. Daher bleibt nur das R übrig. Der Rückfluss erfolgt also über den Weg mit dem geringsten ohmschen Widerstand.
Werden die Frequenzen höher, so steigt die Impedanz der Induktiviät. Diese kann schnell betragsmäßig wesentlich höher werden als der Wert des Widerstands. Daher wird der Rückfluss nun den Weg der geringsten Induktivität nehmen. Also merke:

"Bei geringen Frequenzen ist der Rückluss über den Weg des geringsten ohmschen Widerstand. Bei hohen Frequenzen erfolgt der Rückfluss über den Weg der geringsten Induktivität."

Stellt sich nun die Frage, was der Weg der geringsten Induktivität ist. Dieser ensteht dann, wenn Feldlinien des HF-Feldes möglichst kurz sind. Ansonsten würden Schleifen enstehen und diese stellen immer eine Induktivität dar. Die kürzesten Feldlinien ergeben sich, wenn ein Rückfluss unter dem Hinleiter möglich ist. Daher erfolgt der Rückfluss, wenn immer möglich, genau unter dem Hinleiter.

Ähm, hoffe die Erklärung war nicht zu verwirrend,

Grüße,
Ingo