Rauschen in Ihrem GPIB-System beseitigen

Es gibt viele Rauschquellen, die ein Messsystem beeinflussen können. In der Regel sind in einem rauschanfälligen System drei Elemente vorhanden. Es muss eine elektromagnetische Quelle vorhanden sein, es muss ein Empfänger vorhanden sein, der für elektromagnetische Emissionen anfällig ist, und zwischen beiden muss ein Pfad bestehen.

Eine häufige Geräuschquelle ist abgestrahlte elektromagnetische Energie, die sich durch die Luft bewegt. Jeder ungeschirmte oder unzureichend abgeschirmte Leiter in einem Messsystem kann als Antenne dienen, die Störsignale aufnimmt, die über den Leiter geleitet werden können. Kabel, also Antennen, die Störsignale aufnehmen, sind das Bindeglied zwischen der immer vorhandenen elektromagnetischen Energie und Ihrem Messsystem. Rauschquellen sind hoch- und niederfrequente Strahlung, die von rotierenden mechanischen Maschinen, Stromleitungen, Leuchten, RF-Signalquellen und schlecht abgeschirmten elektrischen Geräten erzeugt wird.

Die Entwicklung des IEEE-488-Standards umfasste umfangreiche Tests, um die Anforderungen zur Neutralisation der Auswirkungen elektromagnetischer Störungen (EMI) zu verstehen. Basierend auf diesen Charakterisierungen ist es heute allgemein anerkannt, dass das konfektionierte Kabel (d.h. das Verbindungskabel und die zugehörigen Anschlussstellen) und die Anschluss-/Kabelschnittstelle unmittelbar im Inneren des Geräts maßgeblich die elektromagnetische Compliance (EMV) des gesamten Instrumentensystems bestimmen. Der IEEE-488-Standard sieht vor, dass die Auswirkungen von Störsignalen minimiert werden müssen, und legt einen Anschluss und ein konfektioniertes Kabel fest, die unter unterschiedlichsten Umständen eine akzeptable EMV-Leistung bieten. In vielen Anwendungen empfiehlt es sich jedoch, die Effekte von EMI weiter zu reduzieren.

Eine weitere Reduzierung der EMI erfordert keine umfangreichen Forschungsarbeiten oder EMI-Messungen, um die Störfestigkeit des Systems zu charakterisieren, obwohl dies unter bestimmten Umständen ratsam sein kann. Der IEEE-488-Standard dokumentiert zusätzliche Methoden zur Reduzierung der Auswirkungen abgestrahlter Störungen.

In den folgenden Abschnitten wird kurz auf die empfohlenen Methoden zur Verringerung der Auswirkungen abgestrahlter Störungen eingegangen.

Geschirmte Kabel
Die Norm IEEE 488 sieht eine Mindestabdeckung von 85 Prozent gegen abgestrahlte Emissionen vor. Er empfiehlt jedoch auch, dass 90 Prozent Abdeckung für weitere Verbesserungen sorgen würden. Eine Kombination aus einer Kupfergeflechtabschirmung und einer metallisierten Mylar- oder Folienabschirmung innerhalb des Kabels verbessert die Abschirmung von Kabeln und die Signale, die sie von abgestrahlten Emissionen führen, erheblich.

Steckverbindergehäuse
Die Norm IEEE 488 empfiehlt außerdem metallische Steckverbindergehäuse, um die Auswirkungen abgestrahlter Emissionen zu reduzieren.

Steckverbinderabdeckungen
Die Strahlungsabschirmung kann weiter verbessert werden, indem eine Metallabdeckung über die Enden der Piggyback-GPIB-Anschlüsse aufgesetzt wird. Steckverbinderabdeckungen bieten außerdem eine Barriere gegen Staub und andere Partikel, die in den Steckverbinderbereich eindringen können.

National Instruments bietet eine große Auswahl an Lösungen, die die oben genannten Anforderungen erfüllen. Um Ihr System zusätzlich vor abgestrahlten Emissionen zu schützen, wählen Sie abgeschirmte, robust konstruierte GPIB-Kabel und Anschlussabdeckungen, die Anforderungen für einfache und leistungsstarke Anwendungen erfüllen können.

Doppelt abgeschirmte GPIB-Kabel
Die X2-, X4- und X5-Kabel von National Instruments sind im Vergleich zu Standard-GPIB-Kabeln doppelt abgeschirmt.  Sie haben abgeschirmte Stecker/Buchsen und eine überlappende Anschlussgehäusenaht für überlegene Abschirmung und Erdung. Die Steckerschale besteht aus korrosionsbeständigem, vernickeltem Aluminiumguss für Robustheit und überlegene Geräuschunempfindlichkeit. Die Kombination der Eigenschaften bietet eine minimale Abdeckung von 90 Prozent und sehr geringe Kapazitätseigenschaften, die über die vorgeschlagenen Abschirmanforderungen des IEEE-488-Standards hinausgehen.

In Abbildung 1 erkennt man, dass die doppelt abgeschirmten Kabel drei verschiedene Abschirmelemente enthalten. Es ist weniger lärmanfällig, da es ein äußeres Kupfergeflecht und zwei innere Aluminium/Mylar-Abschirmungen für insgesamt drei Abschirmungen enthält. Folgende Vorteile ergeben sich:

• Schutz von Signalleitungen vor externem Rauschen
• Abgestrahlte Emissionen vom Kabel selbst reduzieren
• Minimieren der Auswirkungen von Übersprechen zwischen Signalleitungen dank der inneren Abschirmungen Tabelle 1 zeigt die doppelt abgeschirmten Kabelspezifikationen.

Steckverbinderabdeckungen
Um Ihr System zu vervollständigen, bietet National Instruments auch Anschlussabdeckungen für Stecker und Buchsen an, um zu verhindern, dass Staub oder andere Verunreinigungen die freiliegenden GPIB-Kabelkontakte korrodieren oder beschädigen. Die Abdeckungen schirmen außerdem die Kabelkontakte vor abgestrahlten Emissionen aus der Umgebung ab.

Es gibt viele Möglichkeiten, die Auswirkungen von Rauschen in einem GPIB-System zu reduzieren. Ingenieure führen oft detaillierte Tests durch, um die Störfestigkeit eines Systems zu charakterisieren. Eine einfache, aber oft übersehene Methode zur Minimierung der Auswirkungen von Rauschen ist die Investition in abgeschirmte GPIB-Kabel und Steckerabdeckungen, um die Störfestigkeit Ihres Systems mit minimalen Kosten und minimalem Aufwand zu erhöhen.

ANSI/IEEE Standard 488.1-1987, IEEE Standard Digital Interface for Programmable Instrumentation, Institute of Electrical and Electronics Engineers, 345 East 47th Street, New York, NY, 10017