Rauschzahl - Bedeutung und Messung

Betrieb auf dem 10m-Amateurfunkband über die Bodenwelle (1)

Ferrit-Entstörmaterial richtig einsetzen

Heutige Kraftfahrzeuge sind eine ausgesprochen feindliche Umgebung für den Kurzwellen-Empfang. Oder, anders ausgedrückt, ein höchst interessantes Lernfeld beim Versuch, elektronische Störungen aus dem Empfänger fernzuhalten. Dieser Artikel ist die Quintessenz meiner einschlägigen Erfahrungen.

Was die Funkgerät-Entwickler tun können – und was nicht

Natürlich erwartet man von einem Funkgerät, dass es HF-fest ist. Das hat aber spätestens dann seine Grenzen, wenn man sich beim Senden am Gerät brennt. Denn dann koppelt Hochfrequenz von der Antenne zurück in die Station – ganz typisch weil eine unsymmetrische Antenne kein vernünftiges Gegengewicht (Radials, Erdsystem) zur Verfügung hat und auch keine ausreichende Mantelwellendrossel vorhanden ist.

Vor allem bei kompakten Geräten können die Entwickler nur begrenzt etwas gegen Ein- und Ausstrahlungen tun: Ein vernünftiges Masse-System sorgt dafür, dass das Gerät einen möglichst eindeutigen Nullpunkt hat. Niederfrequente Signalleitungen lassen sich mit Kondensatoren abblocken und Vorwiderstände verbessern die Wirkung der Abblockkondensatoren. All diese Maßnahmen können aber nur mehr oder weniger deutlich dämpfen, nicht aber Fehler an anderen Stellen kompensieren. Je niederohmiger die Störung eingekoppelt wird und je geringer die verbleibenden Störungen (Empfängereingang!) sein dürfen, um so mehr muss der Betreiber der Funkanlage selber tun.

Die primäre Aufgabe von Ferritmaterial: Die Quellimpedanzen erhöhen

Jeder Funkamateur weiß heute, dass Ferritmaterial auf einer Anschlussleitung wie ein Vorwiderstand für das Störsignal wirkt. So funktioniert das aber eigentlich nur bei Einzelleitern. Die sind aber bei heutigen Installationen eher in der Minderzahl:

• Die Lautsprecherleitung ist zumeist eine Paralleldrahtleitung, also eine zwar schmale, aber ziemlich lange Induktionsspule. Der übliche Ferritring, um den die Lautsprecherleitung oft routinemäßig geschlungen wird, nutzt gegen die hier induzierten Ströme rein garnichts – wie wir noch sehen werden.
• Die Stromversorgungs-Leitungen zieht man gerne ebenfalls als Paralleldrahtleitung durch die Ringkerne. Die Überlegung dahinter ist, dass sich so die Magnetfelder durch die Betriebsstöme aufheben und das Kernmaterial nicht in die Sättigung treiben. Dieses Problem ist allerdings nicht ganz so kritisch, denn die Entstörwirkung benötigt man vorzugsweise während des Empfangs und da benötigt das Funkgerät nur etwa 1-2 A. Beim Senden geht es meist um Spitzenströme von mehr als 20 A. Dabei vergisst man allerdings zwei Dinge: Ein Teil des Gleichstroms fließt über das Antennenkabel und den Antennenfuß. Und für bestimmte Störungen nutzt so eine bifilare Drossel überhaupt nichts.
• Ganz besonders unsinnig ist es aber, mehrere unterschiedliche Strippen gemeinsam durch einen Ringkern zu ziehen. Da bekenne ich mich auch selber schuldig...

Mantelwellendrosseln helfen nicht gegen symmetrische Ströne

Sobald die Leiter einer bifilaren Spule eine Leiterschleife bilden, kann ein externes Magnetfeld symmetrische Ströme induzieren und so Störungen verursachen. Das nebenstehende Bild zeigt das am Beispiel der Stromversorgung im Auto. Ein direktes Anschließen der Transceiver-Stromversorgung an der Batterie ändert daran nichts Grundlegendes – spätestens wenn man einbezieht, dass ja auch der Antennenfuß direkt mit dem Auto-Blech verbunden ist. Praktisch alle am Transceiver angeschlossenen, mehradrigen, Leitungen weisen diesen Effekt mehr oder weniger stark auf – Koaxkabel und verdrillte Leitungen noch am wenigsten.

Der Effekt ist bei den Geräteherstellern durchaus bekannt, wie man bei näherer Analyse feststellen kann – Beispiel FT-857D: Die Lautsprecherleitung des Separation Kit YSK-857 ist koaxial aufgebaut. Die Empfangsstörungen wurden merklich weniger, als ich den externen Lautsprecher nicht mehr mit seiner ursprünglichen Anschlussleitung (Paralleldraht-Leitung!) einfach in die Buchse des YSK-857 einstöpselte, sondern das Koax-Kabel direkt am Lautsprecher anlötete. Auf solche Ideen kommt man aber nur dann, wenn es einem die YSK-857-Leitungen mal abgeschert hat :-( Dabei hat Yaesu durchaus seinen Teil getan, indem der Ausgang zum Lautsprecher abgeblockt und verdrosselt wurde. Auch die Gegenprobe funktionierte: Lautsprecher direkt in den TRX einstöpseln und auf die Rückbank legen (weiter reicht die Strippe vom Kofferraum aus nicht) liefert mehr Störungen.

Symmetrische Ströme vermeiden

Wenn sich die Störungen nicht auf die Einfache, also ein paar Klappferriten und Ringkernen, beseitigen lassen, dann sollten die folgenden Grundsätze genau befolgt werden:

• So weit irgend möglich jeden Leiter einzeln verdrosseln.
• Zweipolige Leiter sollten entweder als Koaxialkabel oder als verdrillte Leitung ausgeführt werden.
• Jeder Anschluss am Funkgerät sollte verdrosselt werden.
• Das Funkgerät direkt mit der Masse zu verbinden ist kaum möglich, denn wo oder was ist die Masse? Ein Versuch ist wohl nur dann hilfreich, wenn das Gerät zu Handeffekten neigt. Zur Röhrenzeit war das normal, aber zu Zeiten des Frequenz-Synthesizers sind Handeffekte wohl eher ein Zeichen für eine unzureichende Antennenankopplung und folglich dort zu bekämpfen.
• Die Verdrosselung muss im interessierenden Frequenzbereich durchgängig eine Impedanz von mehreren 100 Ω aufweisen.

Beim Schreiben dieses Artikels kam ich zur Erkenntnis, dass ich bei meinem FT-857 die VHF/UHF-Antennenleitung noch nicht verdrosselt habe. Also bei der nächsten Fahrt das VHF/UHF-Antennenkabel ab und auf 40 m gehört: Auf einmal ist es da wesentlich ruhiger! Also wird mir nicht erspart bleiben, den angekrimpten N-Stecker abzuschneiden, das Kabel mehrfach durch einen großen Ringkern zu ziehen und einen neuen N-Stecker anzukrimpen. Klappferrite sind hier nicht geeignet, denn die Verdrosselung brauche ich ja nicht für den VHF/UHF-Bereich, sondern für Kurzwelle...