UPDATE: Spannungsregelschaltung mit elektronischer Brummsiebung

Thomas Schaerer

Der Text wurde vollständig überarbeitet und verbessert mit einer Ergänzung für den Einsatz in elektromedizinischen Anwendungen. Dabei steht, auf Grund von meinen eigenen Erfahrungen, stets die Elektro-Myographie (EMG) im Fokus. Ursprünglich diente die praktische Schaltung (Bild 5) im Einsatz für einen speziellen Audiometriemessplatz.

In Zusammenhang mit hoch empfindlichen EMG-Messungen, wird die Alternative thematisiert, wie gut eignet sich anstelle eines relativ schwer gewichtigen Netzteiles mit einem Ringkerntrafo, ein moderner Schaltregler, konzipiert für die medizinische Anwendung, mit den selben Ausgangsleistungen. Die Verlustleistung ist, wie zu erwarten, minimal, die Isolationsspannung perfekt der Norm entsprechend und ebenso der sehr niedrige Erdableitstrom. Bedenklich sind jedoch die Störspannungen bis zu 100 mV, teils auch mehr, bei einer Frequenzbandbreite von z.B. 20 MHz. Wegen den oft komplexen parasitären Effekten (u.a. Streueffekte) ist die Entstörung oft nur mangelhaft realisierbar und bleibt unbefriedigt.

Geht es um Netzteile, gibt es manchmal auch Probleme mit Störungen wegen dem Gleichrichter. Neu thematisiert ist die Tatsache, dass auch Gleichrichter-Dioden im Einsatz mittel- bis hochfrequent stören. Thematisiert wie bisher, jedoch etwas differenzierter, ist das Störverhalten vom digitalen zum benachbarten analogen Teil innerhalb einer signalverarbeitenden Schaltung.

Gruss Euer
ELKO-Thomas

 

Update: Reihenschaltung von Kondensatoren

Patrick Schnabel

Reihenschaltungen von Kondensatoren sind in der elektrotechnischen Ausbildung oft dabei. Wobei meist nur die theoretische und mathematische Betrachtung eine Rolle spielt. In der Praxis gibt es bei der Reihenschaltung von Kondensatoren einiges zu beachten, um in den Genuss der Vorteile zu kommen, ohne dass dabei die Kondensatoren Schaden nehmen.

Update: TK-Anschlusssysteme

Patrick Schnabel

Anschlusssysteme dienen dazu, Endgeräte über das Leitungsnetz an das Kommunikationssystem anzuschließen. Dazu hat das Endgerät an der Anschlussschnur (flexibles Kabel) einen Stecker, der exakt in das Anschlusssystem hineinpasst.

BCD-Code – Binary Coded Decimals

Patrick Schnabel

Neben den Zahlensystemen gibt es auch Codes, um Zahlen digital darzustellen und zu verarbeiten. Der BCD-Code steht für Binary Coded Decimals, was binär-kodierte Dezimalziffern bedeutet. Gemeint sind dualkodierte Zahlen. Im BCD-Code wird jede Dezimalziffer durch 4 Bit der entsprechenden dualen Zahl dargestellt.
Eine andere Bezeichnung ist 8-4-2-1-BCD-Code, weil es sich dabei um die dezimale Wertigkeit der dualen Stellen handelt.

LPWAN vs. Mobilfunk

Patrick Schnabel

Beim Aufbau eines Sensor-Netzwerks hat man die Wahl zwischen LTE-basierten Mobilfunknetze und LPWAN-Funktechniken.

Eigenschaften Mobilfunk

  • Das Sicherheitsniveau der LTE-basierten Standards ist höher als bei LPWAN-Funktechniken. Beim Verbindungsaufbau werden die Sicherheitsmerkmale der SIM-Karte mitverwendet. Das macht Verwechslungen unmöglich.
  • Mobilfunk-Verbindungen über exklusive Frequenzen sind weniger störanfällig.
  • Die Betriebskosten erscheinen überschaubar. Die Tarife haben mehrjährige Laufzeiten, enthalten genügend Volumen für IoT-Zwecke und kosten pro Gerät wenige Euro.
  • LTE-basierte Mobilfunktechniken stellen den besten Übertragungsweg für den Redundanz- und Rückmeldekanal von Alarmierungsnetzen dar. Sie sind robuster, zuverlässiger, sicherer und flexibler.
  • Mobilfunktechniken bieten die höchsten Übertragungsrate.
  • Der LTE-basierte Mobilfunk verbraucht generell mehr Energie, da in regelmäßigen Abständen eine Synchronisation mit dem Netz erfolgen muss und längere Tiefschlafphasen der Funkmodule nicht vorgesehen ist.

Eigenschaften LPWAN

  • Netzverbindungen für Geräte oder Anlagen, die ursprünglich nicht als vernetzungsfähig geplant waren.
  • Die Latenz ist mit 1,4 bis 10 Sekunden sehr hoch und deshalb nicht für zeitkritische Anwendungen und Echtzeit-Systeme geeignet.
  • Für mobile Anwendungen kann man die Technik nur beschränkt nutzen, weil das Handover fehlt, also die gleitende Weitergabe einer Verbindung von Zelle zu Zelle.
  • LoRaWAN erlaubt einen sehr günstigen Aufbau von Private Networks.
  • Wenn öffentliche Netze nicht verfügbar sind, dann lassen sich eigene Systeme mit lizenzfreien Funktechniken einsetzen.
  • Ein lizenzfreies LPWAN ist nicht dafür ausgelegt, eine lückenlose Mobilität bei hohen Geschwindigkeiten zu gewährleisten.

Fazit

Es spricht viel dafür, dass sich die beschriebenen Funktechniken eher komplementär und nicht im Verdrängungswettbewerb entwickeln.
Speziell für IoT-Anwendungen entwickelte und aufgebaute LPWAN-Funknetze, werden aber nur für spezielle Anwendungen eine Rolle spielen. Der große Sprung steht hier noch bevor. Hier kämpfen mehrere Standards und Implementierungen um Marktanteile und Aufmerksamkeit.