Sperrtopf

Info

Ein Sperrtopf, auch bekannt als Gegentaktübertrager oder Drosselübertrager, ist ein elektronisches Bauteil, das in der Hochfrequenztechnik verwendet wird, um Gleichtaktstörungen in symmetrischen Übertragungsleitungen zu unterdrücken. Es besteht aus einem Transformator, bei dem die Primärwicklung und die Sekundärwicklung in entgegengesetzten Richtungen gewickelt sind.

Die Primärwicklung des Sperrtopfs wird mit der symmetrischen Übertragungsleitung (z. B. einem Twisted-Pair-Ethernetkabel) verbunden, während die Sekundärwicklung entweder offen (unkurzgeschlossen) oder mit einem Abschlusswiderstand versehen wird. Wenn ein Gleichtaktsignal (Störung) auf der symmetrischen Leitung vorhanden ist, wird es gleichphasig auf beide Wicklungen des Sperrtopfs gekoppelt.

Durch die entgegengesetzten Wicklungsrichtungen der Primär- und Sekundärwicklung heben sich die gleichphasigen Signale gegenseitig auf. Das bedeutet, dass die Störungen in der Sekundärwicklung des Sperrtopfs im Wesentlichen null sind. Der Sperrtopf wirkt also als Differential-Mode-Filter, indem er nur auf die Differenzspannung zwischen den beiden Wicklungen reagiert und Gleichtaktstörungen unterdrückt.

Der Sperrtopf wird häufig in symmetrischen Übertragungsleitungen verwendet, um Gleichtaktstörungen zu reduzieren und die Signalqualität zu verbessern. Es ist eine effektive Methode, um Störungen zu minimieren und eine saubere Datenübertragung in Kommunikationsanwendungen wie Ethernet-Verbindungen, Audioübertragungen und anderen symmetrischen Schnittstellen zu gewährleisten.

Unterschied Sperrtopf / Mantelwellensperre

Der Sperrtopf und der Mantelwellenfilter sind zwei verschiedene Arten von Filtern, die im Zusammenhang mit der Unterdrückung von Störungen in der Hochfrequenztechnik verwendet werden. Obwohl beide Filter dazu dienen, unerwünschte Signale zu unterdrücken, unterscheiden sie sich in ihrer Funktionsweise und Anwendung.

Sperrtopf:

• Ein Sperrtopf ist ein passiver Filter, der aus einem Transformator besteht, bei dem die Primärwicklung und die Sekundärwicklung entgegengesetzte Wicklungsrichtungen haben. Die Primärwicklung wird mit dem Hochfrequenzsignal verbunden, während die Sekundärwicklung entweder offen oder mit einem Abschlusswiderstand versehen wird.
• Der Sperrtopf wirkt als Differential-Mode-Filter, was bedeutet, dass er nur auf die Differenzspannung zwischen den beiden Wicklungen reagiert. Er unterdrückt unerwünschte Signale, die als Gleichtaktstörungen auf beiden Leitungen vorhanden sind.
• Sperrtöpfe werden häufig in symmetrischen Kommunikationsleitungen wie Twisted-Pair-Ethernetkabeln eingesetzt, um Gleichtaktstörungen zu reduzieren und die Signalqualität zu verbessern.

Mantelwellenfilter (Common-Mode-Filter):

• Ein Mantelwellenfilter ist ebenfalls ein passiver Filter, der oft aus einer Wicklung um einen gemeinsamen Ferritkern besteht. Es kann auch aus anderen Anordnungen von Induktivitäten und Kondensatoren bestehen, um eine gemeinsame Impedanz auf der Leitung zu erzeugen.
• Der Mantelwellenfilter wirkt als Common-Mode-Filter, was bedeutet, dass er auf die Spannung reagiert, die in Phase auf beiden Leitungen vorhanden ist (Mantelwelle oder Gleichtaktstörung).
• Mantelwellenfilter werden häufig in verschiedenen Hochfrequenzanwendungen verwendet, einschließlich HF-Kabeln, Antennen und Schaltungen, um Störungen zu reduzieren und die Effizienz zu verbessern.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass sowohl der Sperrtopf als auch der Mantelwellenfilter für die Unterdrückung von Störungen in Hochfrequenzsystemen verwendet werden. Der Sperrtopf wirkt als Differential-Mode-Filter und unterdrückt Gleichtaktstörungen in symmetrischen Kommunikationsleitungen. Der Mantelwellenfilter hingegen wirkt als Common-Mode-Filter und reduziert Mantelwellen auf Hochfrequenzkabeln und -schaltungen.

Sperrtopf selber bauen

Das Bauen eines Sperrtopfs erfordert bestimmte elektronische Komponenten und Kenntnisse in der Handhabung von Lötwerkzeugen. Hier ist eine kurze Anleitung, wie man einen einfachen Sperrtopf bauen kann:

Benötigte Materialien:

• Ferritringkern: Ein Ferritringkern aus einem Material wie Eisenoxid eignet sich gut für den Bau eines Sperrtopfs. Die Größe des Ringkerns hängt von den Anforderungen der Anwendung ab.
• Kupferlackdraht: Ein dünner Kupferlackdraht wird verwendet, um die Primär- und Sekundärwicklungen des Sperrtopfs zu wickeln.
• Lötkolben und Lötzinn: Zum Löten der Wicklungen und Verbindungen.

Anleitung:

1. Vorbereitung des Ferritringkerns: Stellen Sie sicher, dass der Ferritringkern sauber und frei von Staub und Schmutz ist.
2. Primärwicklung wickeln: Beginnen Sie damit, den Kupferlackdraht um den Ferritringkern zu wickeln, um die Primärwicklung zu erstellen. Die Anzahl der Windungen hängt von den spezifischen Anforderungen des Sperrtopfs ab. Eine übliche Anzahl von Windungen beträgt etwa 5 bis 10.
3. Sekundärwicklung wickeln: Wickeln Sie den Kupferlackdraht in entgegengesetzter Richtung um den Ferritringkern, um die Sekundärwicklung zu erstellen. Die Anzahl der Windungen sollte der Primärwicklung entsprechen.
4. Verbindungen herstellen: Stellen Sie sicher, dass die Anfangs- und Enden jeder Wicklung miteinander verbunden sind, um die Wicklungen abzuschließen.
5. Abschlusswiderstand: Wenn der Sperrtopf als Filter verwendet wird, verbinden Sie die Sekundärwicklung mit einem Abschlusswiderstand (üblicherweise 50 Ohm), um unerwünschte Reflexionen zu minimieren.
6. Testen: Nach dem Bau des Sperrtopfs können Sie ihn in der Anwendung testen und die Filterwirkung auf Gleichtaktstörungen überprüfen.

Hinweis: Beim Bau eines Sperrtopfs ist es wichtig, die spezifischen Anforderungen der Anwendung zu berücksichtigen, einschließlich der Impedanzanpassung und der Frequenzbereiche, in denen der Filter wirken soll. Falls Sie keine Erfahrung im Umgang mit elektronischen Komponenten und Löten haben, ist es ratsam, einen erfahrenen Funkamateur oder Elektronikexperten um Unterstützung zu bitten.

Lesezeit ca.: 3 min. - Erstellt am: 26.07.2023 - ID: 4975