Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Schlaglänge bestimmen


von Thomas F. (thomas-hn) Benutzerseite


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Hallo,

nach welchen Regeln bestimmt man denn die Schlaglänge einer verdrillten 
Leitung?

Wenn ich also beispielsweise ein Signal mit 500 kHz über eine selbst 
verdrillte Leitung (2 Adern) übertragen möchte, wie groß sollte die 
Schlaglänge sein?

Vielen Dank,

Thomas

von Stefan F. (Gast)


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Ich wusste bis gerade nicht, wass eine "Schlaglänge" ist. Aber bei 
meiner Suche nach einer Erklärung des Wortes fand ich auch gleich die 
Antwort auf deine Frage.

Was mir wiederum zeigt, dass Du wohl gar nicht selbst nach einer Antwort 
gesucht hast. Oder doch?

Mit der Frequenz hat das Maß anscheinend nichts zu tun.

von Thomas F. (thomas-hn) Benutzerseite


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Stefan U. schrieb:
> Was mir wiederum zeigt, dass Du wohl gar nicht selbst nach einer Antwort
> gesucht hast. Oder doch?

Ich habe definitiv gesucht!
Deine Antwort hilft allerdings nicht wirklich weiter.

von Stefan F. (Gast)


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Bist du denn sicher, dass die Frequenz dabei eine wichtige Rolle spielt?

von Martin B. (ratazong)


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Nicht Frequenz, sondern eher der Störspannungsabstand (Störfestigkeit) 
ist das Maß für die Schlaglänge. Und das wird mit zunehmender Frequenz 
kritischer.
Verdrillen macht auch nur Sinn bei symmetrischen Leitungen.

Wie lang ist denn die Leitung und hast Du denn nur ein Signal? Oder 
vielleicht noch eine (symmetrische) Rückleitung?

Bei 500 kHz würde ich mir aber weniger Gedanken machen. Da reicht 
Telefonkabel oder gedrillter Klingeldraht. Es sei denn, Du hast 
Entfernungen im Kilometerbereich.

von Falk B. (falk)


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@Thomas Finke (thomas-hn) Benutzerseite

>nach welchen Regeln bestimmt man denn die Schlaglänge einer verdrillten
>Leitung?

Gar nicht. Man nimmt was da ist.

>Wenn ich also beispielsweise ein Signal mit 500 kHz über eine selbst
>verdrillte Leitung (2 Adern) übertragen möchte, wie groß sollte die
>Schlaglänge sein?

Vollkommen egal, so wie es praktisch passt. Orientiere dich an dem was 
es zu kaufen gibt, das scheint in der Masse zu funktionieren.

von Jacko (Gast)


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Es stimmt schon, in der Literatur (auch im Internet) findet man da
nicht so schnell eine Erklärung.

Überlegen wir doch mal einfach:

Je enger die Verdrillung ist, um so besser werden örtlich begrenzte
magnetische Einstreuungen (oder Abstrahlungen) kompensiert. Aber:

Wenn die Leitung enger verdrillt ist, steigt das Verhältnis von
Länge der Adern zur Leitungslänge. Damit ändern sich die
"Leitungsbeläge", aus denen sich Dämpfung und Wellenwiderstand
ergeben.

- R' steigt, Dämpfung wird größer.
- C' steigt, Wellenwiderstand wird kleiner, was auch wieder
             zu höheren Verlusten führt.

Also orientiere dich an handelsüblichen Leitungen. Z.B. LAN-
Kabel. Da ist die Schlaglänge in cm-Größenordnung.

Den Wellenwiderstand DEINER Leitung musst du je nach verwendeten
Adern (mm²) und Isolierung (Material, Dicke, ...) und Abstand
sowieso selbst bestimmen.

von Martin B. (ratazong)


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Jacko schrieb:

Ja, richtig.

aber:

Ich weiss bisher noch gar nicht, ob es sich um symmetrische Signale 
handelt. Vielleicht will TO asymmetrisch übertragen. Da macht 
Verdrillung gar keinen Sinn.

von Mani W. (e-doc)


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von Selbsternannter Weltverbesserer (Gast)


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Hallo,

Jacko schrieb:
> Wenn die Leitung enger verdrillt ist, steigt das Verhältnis von
> Länge der Adern zur Leitungslänge. Damit ändern sich die
> "Leitungsbeläge", aus denen sich Dämpfung und Wellenwiderstand
> ergeben.
>
> - R' steigt, Dämpfung wird größer.
> - C' steigt, Wellenwiderstand wird kleiner, was auch wieder
>              zu höheren Verlusten führt.

...nicht wenn man die Litzenlänge als Leitungslänge betrachtet.


Mit freundlichen Grüßen
Selbsternannter Weltverbesserer

von Stefan F. (Gast)


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> Mehr ist dazu nicht zu zeigen

Das meine ich auch.

von Klaus R. (klara)


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Martin B. schrieb:
> Vielleicht will TO asymmetrisch übertragen. Da macht
> Verdrillung gar keinen Sinn.

Auch bei asymmetrischer Übertragung werden Störungen vermindert.
mfg klaus

von Peter R. (Gast)


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Die Schlaglänge sollte deutlich kleiner als die Wellenlänge des auf der 
Leitung geführten Signals.

 Wenn die Schlaglänge genau so groß ist wie lambda-halbe wird die 
Kopplung bzw. Abstrahlung eines Leitungstücks zu seinen Nachbarn 
besonders groß.

 Sehr kurzer Schlag macht die Leitung unnötig dick und verbraucht 
unnötig Leitungslänge.

von ratazong (Gast)


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Klaus R. schrieb:
> Martin B. schrieb:
>> Vielleicht will TO asymmetrisch übertragen. Da macht
>> Verdrillung gar keinen Sinn.
>
> Auch bei asymmetrischer Übertragung werden Störungen vermindert.
> mfg klaus


Wie soll das funktionieren?

Gibt es dazu Literatur oder Erfahrungen?

von Thomas F. (thomas-hn) Benutzerseite


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Peter R. schrieb:
> Die Schlaglänge sollte deutlich kleiner als die Wellenlänge des auf der
> Leitung geführten Signals.
>
>  Wenn die Schlaglänge genau so groß ist wie lambda-halbe wird die
> Kopplung bzw. Abstrahlung eines Leitungstücks zu seinen Nachbarn
> besonders groß.
>
>  Sehr kurzer Schlag macht die Leitung unnötig dick und verbraucht
> unnötig Leitungslänge.

Das würde ja bedeuten:
Lichtgeschwindigkeit ~300.000 km/s = 300.000.000 m/s
Ein Signal mit 100 MHz hat somit eine Wellenlänge von 3 Metern.
Das wäre bei Lambda-Halbe immer noch 1.5m oder bei Lambda-Viertel 0.75m.
Ein typisches Ethernetkabel hat ja aber eine Schlaglänge im 
Zentimeter-Bereich.

Bezogen auf Deine Aussage:
> Die Schlaglänge sollte deutlich kleiner als die Wellenlänge des auf der
> Leitung geführten Signals.

Wäre der Faktor aber schon extrem groß.
Daher vermute ich, dass das noch nicht ganz die Lösung ist.

Mir geht es hier übrigens nicht um die praktische Anwendung, sondern um 
das Verständnis zur Bestimmung der Schlaglänge.

von Stefan F. (Gast)


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Ich habe es so verstanden, dass die gewählte Schlaglänge von 
mechanischen Aspekte (Kabellänge, Biegsamkeit, Materialverbrauch, 
Durchmesser) dominiert wird.

von georg (Gast)


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ratazong schrieb:
> Wie soll das funktionieren?

Das kommt drauf an, was man verdrillt - bei Signal und GND werden 
natürlich Störungen ausgeglichen, bei 2 verschiedenen Signalen natürlich 
nicht.

Und bevor du meinst weiter motzen zu müssen: Signal + GND IST 
assymetrisch.

Georg

von ratazong (Gast)


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georg schrieb:
> Und bevor du meinst weiter motzen zu müssen:

Verstehe Deine Reaktion nicht. Ich hatte lediglich Fragen gestellt.

Und bin ehrlich gesagt nicht schlauer geworden aus Deiner Antwort.

von georg (Gast)


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ratazong schrieb:
> Und bin ehrlich gesagt nicht schlauer geworden aus Deiner Antwort.

Ich hätte nicht gedacht, dass die Wirkungsweise verdrillter Leitungen so 
undurchsichtig ist, dass darüber wieder einer der üblichen 
Glaubenskriege, diesmal Verdriller gegen Nichtverdriller, ausbricht. Ich 
beteilige mich nicht weiter daran, einfach weil ich keinen Fall kenne, 
in dem Verdrillung schaden würde, daher nehme ich verdrillte Leitungen 
wo immer möglich.

Und selbst bei Verdrahtung mit Einzellitzen ist ein verdrilltes Paar 
ordentlicher als 2 frei herumfliegende Drähte. Das gilt auch ganz ohne 
Strom.

Georg

von Thomas F. (thomas-hn) Benutzerseite


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von Martin B. (ratazong)


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Ups, da geht es ja ans Eingemachte!

Vom Buch konnte ich nicht viel sehen. Aber die Simulationen fand ich 
interessant. Wieder was gelernt.

Den Graphiken entnehme ich grob, dass man unterhalb der halben 
kritischen Frequenz bei verdrillt schon mal 20 dB Vorteil gegen nicht 
verdrillt hat. Das ist doch schon mal was.

Aber zur Eingangsfrage:
dazu müsste man doch den geplanten Vorteil gegen unverdrillt wissen, 
sonst kann man die nicht vernünftig beantworten. Welcher Störabstand 
wird denn benötigt?

von Thomas F. (thomas-hn) Benutzerseite


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Hier evtl. noch ein interessantes Dokument zum Thema:
https://www.purenature.de/media/pdf/da/5e/cd/42397_Empfehlungen.pdf
(man sollte allerdings evtl. einige "esoterische" Teile ausblenden)

Und diese Seite hier scheint auch nützliche Informationen zu liefern, 
wenn auch nicht exakt auf das Thema abzielend:
http://www.tube-town.de/ttforum/index.php?topic=16882.0

von Horst (Gast)


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Martin B. schrieb:
> Nicht Frequenz, sondern eher der Störspannungsabstand (Störfestigkeit)
> ist das Maß für die Schlaglänge. Und das wird mit zunehmender Frequenz
> kritischer.
> Verdrillen macht auch nur Sinn bei symmetrischen Leitungen.

Nein, das Verdrillen macht auch bei mehrpaarigen Leitungen Sinn. Es 
verringert das Übersprechen.
Sieh Dir z.B. mal ein Cat5-Kabel an: Überall die gleiche Frequenz aber 
jedes Paar hat eine andere Schlagzahl.

von Martin B. (ratazong)


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Horst schrieb:
> Nein, das Verdrillen macht auch bei mehrpaarigen Leitungen Sinn. Es
> verringert das Übersprechen.
> Sieh Dir z.B. mal ein Cat5-Kabel an: Überall die gleiche Frequenz aber
> jedes Paar hat eine andere Schlagzahl.

na ja, gerade bei mehrpaarigen symmetrischen macht es Sinn. Störer 
direkt nebenenan.

von Stefan F. (Gast)


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> Verdrillen macht auch nur Sinn bei symmetrischen Leitungen.

Telefonleitungen sind ein super Beispiel dafür, dass es auch bei 
unsymmetrischer Übertragung nützlich ist. Auf Seite der analogen 
Vermittlungsstelle besteht die un-Symmetrie.

von Thomas F. (thomas-hn) Benutzerseite


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Hier nochmal einige Infos aus den oben genannten Quellen:

Verdrillen:
- Magnetische Einkopplung externer Felder verringern
- Magnetische Abstrahlung verringern
- Bei mehreren Leiterpaaren unterschiedliche Schlaglängen 
(Primzahlen???) verwenden um ein Übersprechen zu minimieren
- Aus Kostengründen sind die verdrillten Leitungen oft ungeschirmt, 
durch einen zusätzlichen Schirm könnte man aber elektrische Felder 
(Einkopplung/Abstrahlung) zusätzlich verhindern

Evtl. Nachteile bei Verdrillung:
- eine alleinige Verdrillung ohne zusätzliche Schirmung kann die 
Einkopplung externer Störfelder sogar erhöhen
- Verdrillung kontraproduktiv bei schmalbandigen Störern hoher Frequenz
- Die kritische Wellenlänge liegt bei ca. dem 2.5-fachen der Schlaglänge

Bei der Vierer-Sternverseilung werden vier Adern verdrillt, wobei die 
beiden unterschiedlichen Leiterpaare senkrecht aufeinander stehen und 
somit (magnetisch) das geringste Übersprechen stattfindet (das erzeugte 
Magnetfeld steht nicht senkrecht auf der Leiterschleife).
https://de.wikipedia.org/wiki/Viererverseilung

von Manfred (Gast)


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georg schrieb:
> Und bevor du meinst weiter motzen zu müssen: Signal + GND IST
> assymetrisch.

Assy, assymetrisch - was soll das sein?

georg schrieb:
> Ich beteilige mich nicht weiter daran, einfach weil ich keinen Fall kenne,
> in dem Verdrillung schaden würde, daher nehme ich verdrillte Leitungen
> wo immer möglich.

Es gibt Anwendungen, wo ich Verdrillungen meide.

Horst schrieb:
> Sieh Dir z.B. mal ein Cat5-Kabel an: Überall die gleiche Frequenz aber
> jedes Paar hat eine andere Schlagzahl.

Hat meines Wissens einen rein mechanischen Grund, damit die Leitung rund 
wird. Dazu gibt es ein nettes pdf, glaube, von Lapp-Kabel war es.

Stefan U. schrieb:
> Telefonleitungen sind ein super Beispiel dafür, dass es auch bei
> unsymmetrischer Übertragung nützlich ist. Auf Seite der analogen
> Vermittlungsstelle besteht die un-Symmetrie.

Dennoch ist es notwendig! Schalte mal 10 Meter paralleles Flachkabel vor 
ein 56k-Modem und wundere Dich, weshalb die Datenverbindung instabil 
ist.

Thomas F. schrieb:
> Bei der Vierer-Sternverseilung werden vier Adern verdrillt,

Der Stern-Vierer wird im Lehrbuch als kapazitiv abgeglichene Brücke 
dargestellt. Und wehe, Du verwendest die beiden nebeneinander liegenden 
Adern als Paar, das koppelt gewaltig.

von Martin B. (ratazong)


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Stefan U. schrieb:
>> Verdrillen macht auch nur Sinn bei symmetrischen Leitungen.
>
> Telefonleitungen sind ein super Beispiel dafür, dass es auch bei
> unsymmetrischer Übertragung nützlich ist. Auf Seite der analogen
> Vermittlungsstelle besteht die un-Symmetrie.


Nö,

wechselspannungsmäßig sind Vermittlungsstellen voll symmetrisch 
aufgebaut. Nur die Gleichspannungsanteil auf der Leitung sind 
asymmetrisch. Leitung a liegt etwa bei Erdpotentialbei gegen Erde und b 
auf einem negativen Potential

von Stefan F. (Gast)


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>> Telefonleitungen sind ein super Beispiel dafür, dass es auch bei
>> unsymmetrischer Übertragung nützlich ist. Auf Seite der analogen
>> Vermittlungsstelle besteht die un-Symmetrie.

> Dennoch ist es notwendig!

Aber ja. Sonst empfängt das Kabel Störungen und es kommt zu 
Nebensprechen. Genau deswegen hatte ich das Telefonkabel als Beispiel 
für die Verdrillung trotz Unsymmetrie genannt.

> Nö, wechselspannungsmäßig sind Vermittlungsstellen voll symmetrisch
> aufgebaut.

Ich möchte Dir da nicht widersprechen. Meine Ausbildung ist lange her, 
so dass ich mich an die Standard Schaltung nicht mehr genau erinnern 
kann. Bei den mir bekannten Telefonanlagen wird allerdings ganz sicher 
auf die Symmetrie verzichtet. Trotzdem kommen auch diese mit hundert 
Meter Kabellänge gut zurecht (dank der Verdrillung).

Technisch kann die Verdrillung natürlich nur bei wechselspannungsmäßig 
symmetrischem Leitungsabschluss optimal funktionieren. Aber selbst wenn 
das nicht der Fall ist, hilft sie umso mehr, je länger das Kabel ist.

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