Netznachbildung

Netznachbildung, wie sie im Prüfbetrieb verwendet wird

Elektrische Schaltung einer LISN

Eine Netznachbildung (engl.: Line Impedance Stabilization Network, abgekürzt LISN oder auch Artificial Mains Network, abgekürzt AMN) ist eine elektrotechnische Vorrichtung, die zur Messung der leitungsgebundenen Störaussendung im Rahmen von Messungen und Prüfungen zur elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) verwendet wird und dazu ein Versorgungsnetz nachbildet; dies kann sein:

• das Niederspannungsnetz
• ein Bordnetz (z. B. in einem Kfz oder Flugzeug)
• ein Telekommunikationsnetz.

Bei einer EMV-Prüfung wird als ein Teil einer Gesamtprüfung mit einer Netznachbildung festgestellt, welche Funkstörspannungen das zu prüfende Gerät (Prüfling) an das Versorgungsnetz abgibt. Liegen diese über den zulässigen Grenzwerten, so muss der Prüfling funkentstört werden.

Eine Netznachbildung hat folgende Aufgaben:

1. Bereitstellung einer normierten Impedanz auf der Netzspannungsseite für das zu prüfende Gerät.
2. Auskopplung der hochfrequenten Funkstörspannung, die der den Prüfling speisenden Netzspannung überlagert ist, vom Prüfling, damit die Funkstörspannung zur Weiterverarbeitung einem Messempfänger oder Spektrumanalysator zugeführt werden kann.

Die Netznachbildung stellt damit eine definierte Verbindung zwischen Prüfling, Versorgungsnetz und dem Messgerät dar. Als Messgeräte für die Funkstörspannung werden üblicherweise Spektrumanalysatoren oder Messempfänger verwendet, spezielle Empfangsgeräte für hochfrequente Signale.

Da es sehr viele unterschiedliche Versorgungsnetze gibt, ist die Variantenvielfalt unter den Netznachbildungen entsprechend groß.

Der typische Frequenzbereich für die Messung der Funkstörspannung liegt

• zwischen 9 kHz und 30 MHz für Niederspannungs- und Telekommunikationsnetze
• zwischen 150 kHz und 108 MHz für Bordnetze, z. B. in Kraftfahrzeugen.

In den anschließenden höheren Frequenzbereichen wird meist die feldgebundene Störaussendung mit Antennen gemessen.

Nicht zu verwechseln ist die Netznachbildung mit Koppel-/Entkoppelnetzwerken (engl. CDN für Coupling / Decoupling Network) zur leitungsgebundenen Einkopplung von schmalbandigen hochfrequenten Störungen auf den Prüfling. Diese dienen zur Prüfung der Störfestigkeit des Prüflings gegen solche schmalbandigen HF-Signale.

Diese Netznachbildungen sind mit einer Luftspule ausgestattet, die das vorgeschaltete Netzwerk (nach entsprechender Norm) und deren potenzielle Leitungslänge simulieren soll.

Da das LISN üblicherweise kein EMV-Filter im üblichen Sinne darstellt, sondern sich eine Filterwirkung aus der Mains-Seite eher zufällig ergibt (wie oben unter Punkt 1 und 2 beschrieben), ist darauf zu achten, dass auf der Mains-Seite der Netznachbildung keine Störungen eingekoppelt werden, die das Messergebnis auf der DUT Seite beeinflussen können.

Aufgrund der in der LISN verbauten relativ hohen Kapazitäten gegen Erde (PE), fließen bei Anschluss an das Netz hohe Ableitströme, die das Auslösen eines FI-Schutzschalter bewirken können. Weil LISN deswegen üblicherweise an Netzanschlüssen ohne FI-Schutzschalter betrieben werden, ist darauf zu achten, dass die LISN selbst mit einem zusätzlichen Erdanschluss mit ausreichendem Leiterquerschnitt verbunden wird. Alternativ kann der LISN auch ein Netz-Trenntransformator vorgeschaltet werden, der dann allerdings genügend Leistung für das DUT liefern können muss.

Normen

Die Spezifikationen, nach denen Netznachbildungen aufgebaut sein müssen, sind in diversen Normen und Spezifikationen festgelegt, u. a.:

• CISPR 16-1-2: Specification for radio disturbance and immunity measuring apparatus and methods – Part 1-2: Radio disturbance and immunity measuring apparatus – Coupling devices for conducted disturbance measurements
• EN 55016-1-2: Anforderungen an Geräte und Einrichtungen sowie Festlegung der Verfahren zur Messung der hochfrequenten Störaussendung (Funkstörungen) und Störfestigkeit (identisch mit der Internationalen CISPR 16-1-2)
• VDE 0876-16-1-2: Umsetzung der EN 55016-1-2 in eine DIN-Norm