Alternator Noise im Headset

[YvesHeller]

Guten Tag,

 

ich habe vor kurzem ein neues Funkgerät in unsem UL verbaut.

Leider habe ich jetzt im Flug unangenehme Geräusche welche

definitiv vom Alternator kommen (Drehzahlabhängig). Was kann

ich dagegen tun? Funktionieren Noise Filter zuverlässig?

Ich hätte an so etwas gedacht:

http://www.aircraftspruce.com/menus/el/noisefilters.html

 

Ich habe im Internet gelesen, das es ein Problem sein kann wenn

der Funk nicht sauber geerdet ist. Man sollte anscheinend den Funk

möglichst nahe an der Batterie erden damit keine Spannungsunterschiede

entstehen können. Leider ist bei unserem UL ( RANS Coyote) die Batterie

aus Schwerpunktsgründen im Heck eingebaut und ein direktes anschliessen

des Minuspols an der Batterie würde bedeuten, dass das Kabel ca 4m lang

wäre. Somit würde ich wahrscheinlich das Rauschen noch verstärken.

 

Weiter ist mir aufgefallen, dass das Problem noch schlimmer ist wenn ich

das Active Anti Noise einschalte. Ist es möglich, dass die Stromkabel welche

die Headsets speisen Störungen verursachen? Die Kabel laufen im gleichen

Kabelbaum wie jene fürs Micro und Headset. Mir wurde gesagt, dass dies

eigentlich keinen Einfluss haben sollte, da die ANS Headsets relativ wenig Strom ziehen.

Der Kabelbaum ist relativ lange, da das Panel mit den Buchsen zwichen den Sitzen an der

Rückwand montiert werden musste (ca.2,5m).

 

Was würdet Ihr an erster Stelle machen? Versuchen das Funkgerät näher

an der Batterie zu erden, die ANS Kabel separat verlegen oder gerade einen

Anti Noise Filter verbauen?

 

Die verwendeten Geräte:

 

Funkgerät: Garmin SL 40

Headsets: Sennheiser HMEC 300

kein externes Intercom (ich verwende das interne des SL 40igs)

Kabel: AWG 20 (wie in der Einbauanleitung vorgegeben)

 

 

Grüsse Yves

[MarkusP210]

Hallo Yves

 

Dei Einkopplung kann über verschiedene Wege erfolgen:

 

1. Über die Speisung des SL40

2. Über die Headphone-Leitung

 

Zu Punkt 1 müsste das Tiefpassfilter von Spruce die Lösung bringen, da es die Restwelligkeit welche der Gleichspannung überlagert ist eliminiert.

 

Zu Punkt 2 müssten sowohl die Mike als auch die Phones-Leitung(en) für das/die Headsets abgeschirmt ausgeführt werden. Das Kabel muss dabei an beiden Enden so kurz wie möglich abisoliert und der Schirm an Masse gelegt werden (induktive Einkopplung).

 

Als Grundsatz sollten Kleinsignalkabel möglichst getrennt von leistungsführenden verlegt sein (ist aber gerade im Flugzeug nicht immer möglich).

 

Markus

[YvesHeller]

Hallo Markus,

 

vielen Dank für deine schnelle Antwort.

 

Ich hab nun noch zwei Fragen. Muss ich nun die Kabel für das Mic und die

Headsets einzeln abschirmen oder geht das auch zusammen?

Also ist es z.B. möglich solch ein Kabel zu verwenden:

https://www.distrelec.ch/ishopWebFront/catalog/product.do/para/keywords/is/DATAFLEX_CY,DATAFLEXCY,Cabloswiss,Datenkabel_mit_Schirm_2x0.50_mm%C2%B2_x_2,Signalkabel_abgeschirmt,_paarverseilt_mit_PVC-Isolation/and/language/is/de/and/shop/is/CH/and/series/is/1/and/id/is/01/and/node/is/DC-21037/and/artView/is/true/and/productNr/is/511030.html

 

Oder muss ich jede Ader einzeln abschirmen?

 

Muss ich nun nur die Headset + Mic Kabel abschirmen oder sollte ich gleich

die Stromführenden Kabel fürs Anti Noise auch abschirmen?

Leider ist es bauartbedingt nicht möglich die Kabel komplett getrennt zu verlegen.

Von der Rückwand bis zum Beginn der Mittelkonsole ist es kein

Problem aber ab da muss ich sie zusammen bis zur Stromverteilung verlegen.

 

Grüsse Yves

[MarkusP210]

Yves

 

Ein Kabel mit verdrillten Paaren für Phones und Mike müsste eigentlich gehen; obwohl bei meinem RV hab ich's getrennt verlegt.

 

Die Speisung für den ANR-Teil müsstest Du eigentlich auch filtern, sofern die Einkopplung wirklich über die Speisung erfolgt.

 

Von der Reihenfolge her würde ich zunächst die Phones und Mike-Verbindung sauber abschirmen und dann probieren.

 

Wenn kein oder nur teilweise Erfolg, dann die Speisung des Radios und die Speisung des ANR filtern (kann ja beides hinter demselben Filter liegen.

 

Danach bin ich der Meinung, dass der Geräuschpegel unter die nervige Schwelle abgesunken sein müsste.

 

Markus

[YvesHeller]

Markus,

 

nochmals herzlichen Dank.

 

Wobei ich bei meiner vorhergehenden Frage nicht zuende gedacht habe.

Wenn ich die Mic/Phone Kabel ändere kann ich auch gleich die Speisung

des ANR abschirmen. Da es ja ein gemeinsamer Kabelbaum ist muss ich

eh alles neu machen. Dann kann ich es gleich korrekt machen. Falls das nichts

hilft werde ich mir noch einen Filter besorgen.

 

 

Noch eine Frage zu der Antenne. Die RV ist ja komplett aus Metall. Hast du

die Antenne geerdet? In meinem Manual steht die Antenne sollte an einer

Metallplatte befestigt sein welche 18x18 Inches gross ist. Dies entspricht

ja in etwa Lambda/4.

Was passiert nun wenn ich die Antenne an einer kleineren Platte befestige?

Falls du sie am Rumpf geerdet hast, so wirkt

ja eigentlich der ganze Rumpf als Grundplatte. Funktioniert das?

 

Ich hatte eigentlich unsere Antenne am Rumpfgerüst (Rohr/Tuch konstruktion) geerdet. Nur hatte ich

beim ersten Flug (und bisher einzigen mit dem neuen COM) nicht wirklich guten

Empfang.

 

Grüsse Yves

[Gast Hans Fuchs]

Funktionieren Noise Filter zuverlässig?

Habe auf meinem Boot, als man noch gefunkt hat (Kurzewelle) ähnliches erlebt. Der Einbau eines Filters hat gute Verbesserung gebracht, aber nicht eine 100% ige.

 

Probieren geht da über studieren. Leider geht das nicht kostenlos, es sei denn man hat z.B einen kulanten Autoelektriker, dem man das Teil wieder zurückgeben kann, wenn es nichts bringt.

 

Für UL muss es wohl nicht unbedingt Luftfahrtgeprüftes sein.

 

Hans

[YvesHeller]

Hallo Hans,

 

danke für deinen Input.

Daran habe ich noch gar nicht gedacht. Bevor ich mir jetzt für über $100

einen geprüften Filter kaufe kann ich es ja mit einem aus dem Autozubehör

versuchen. Im Internet habe ich gesehen, dass es die schon ab 20Fr gibt.

Aber die Kabel werde ich trozdem abschirmen. Ich möchte keine halbfertigen

Sachen in unsrem Flugzeug. Ich hab es nur nicht von Anfang an so gemacht,

weil mir der Händler gesagt hat es ginge ohne.

 

Grüsse Yves

[MarkusP210]

Yves

 

An der RV sind die Antennen natürlich direkt am Rumpf montiert und benutzen so die Oberfläche des Flugzeugs (zumindest bis zu den Rändern des Rumpfblechs auf welchem die Antenne montiert ist) als Nullpotential. Das hat bei den Tests (allerdings natürlich noch nicht über grosse Reichweiten) sehr gut funktioniert. Inwiefern die Grösse der Nullfläche eine Rolle spielt kann ich nicht sagen, da müsste ein Feldversuch Aufschluss geben.

 

Des Weiteren bin ich ja auch noch nicht sicher, ob ich nicht auch ein Geräusch später noch wegfiiltern muss (ich frage mich sowieso ob das Sing-Geräusch wirklich vom Alternator und nicht eher von der Zündung resp. den Magneten kommt).

 

Zum Thema Tiefpassfilter: du kannst natürlich auch ganz einfach einen Filter selber bauen (die Kosten für die Bauteile liegen dann bei vielleicht 2 Franken):

 

http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0206172.htm

 

Gruss

 

Markus

[holderied]

Das Geräusch auch im reinen Interkombetrieb zu hören oder nur bei Funkempfang ?

Ein Benzinmotor macht auch Radiostörungen (auch drehzahlabhängig) und Flugfunk ist ja AM, also sehr störempfindliich.

Die Motoren unserer Pistenfahrzeuge stören die mitgeführten Bodenstationen/Handfunkgeräte zum Teil massiv wenn diese im vorderen Teil des Fahrzeugs liegen.

In diesem Fall helfen bessere Entstörmassnahmen (mit Hersteller absprechen) oder ein Versetzen der Antenne weg vom Motor.

 

Die Versorgungsspannung ist bei den meisten Funkgeräten recht gut entkoppelt, da Flugzeug Bordnetze meistens ziemlich noisy sind.

Erde/Masse sollte auschliesslich an einem zentralen Punkt angeschlossen werden - Erdschleifen sind gute Pick-ups für elektromagnetische Störungen.

Schau Dir mal die Bordspannung mit einem Oszilloskop an.

Wenn Du zuviel Ripple hast musst Du einen grossen Kondensator und eine Drosselspule zwischen Bordnetz und Funki schalten (s. Tiefpass).

 

Du schreibst die Batterie sei im Flugzeugheck. Das heisst dass der (evtl. gleichgerichtete) Wechselstrom vom Motor (meist vorne) nach hinten zur Batterie fliesst. Wenn Du in gleichen Kabelbaum NF Leitungen hast musst Du mit Einkoppelungen rechnen. In diesem Fall hilft es, die NF Leitungen soweit weg wie möglich von den Stromleitungen zu verlegen. Abstand ist hier wichtiger als Abschirmung.

 

Störungen nur bei Funkempfang > Radiostörungen

Störungen wenn Funk an einer separaten Batterie läuft > NF Einstreuungen

Sonst > Ripple auf dem Bordnetz

 

Gruss, Georg

[YvesHeller]

Hallo Gerorg,

 

also das Geräusch ist nur zu hören wenn der Motor an ist. Als ich das Funkgerät eingebaut habe und es nur per Batterie getestet hatte war alles

perfekt. Das Geräusch ist auch stark Drehzahlabhängig. Bei Vollgas ist, ausser rauschen, fast nichts mehr zu hören.

 

Das Funkgerät ist an einem zentralen Punkt hinter dem Instrumentenpanel

geerdet. Bis zum Alternator höchstens 1m, bis zur Batterie jedoch ist es fast

3.5m. Der Minuspol ist direkt am Gitterrohrrahmen geerdet und die Plusleitung

geht bis nach vorne als Kabel. Ich habe darauf geachtet, dass die NF- Leitungen auf der gegenüberliegenden Seite der Pluspolleitung verläuft.

 

Komisch ist nur, dass das alte Funkgerät absolut nicht gestört wurde. Wir hatten dabei aber ein separates Intercom verwendet. Der Empfang bezw. Sendeleistung war mit dem alten Funkgerät aber mehr als bescheiden weshalb wir auch auf das modernere Garmin SL40 ausgewichen sind.

 

Das alte war ein Handfunkgerät ICOM A-22E welches nur 5 Watt Sendeleistung hatte, das SL 40 hat 10 Watt.

 

Ich werde mir jetzt abgeschirmte Kabel kaufen und einen neuen Kabelbaum

löten. Würded Ihr mir empfehlen die Masse des Radios als abgeschirmtes Kabel

direkt bis zur Batterie zu führen oder würded Ihr einen Tiefpassfilter verbauen?

Ich denke einfach, dass ein 4m langes Kabel mit 0.5mm2 Querschnitt zu viel Widerstand hat um es so lange auszuführen.

 

Grüsse Yves

[holderied]

Hallo Yves,

 

Kannst Du eine Tonaufnahme von dem Geräusch posten?

Rauschen klingt eher nach Radio Noise.

Macht der Motor den Squelch auf ?

Ist der Noise im Sendebetrieb auch da?

Radio Noise kann auch über die Versorgungsspannung kommen wenn schlecht geblockt.

Versuch mal das Funkgerät im Flugzeug mit einer separaten Batterie zu speisen,

dann weisst Du ob es über die Stromversorgung kommt.

 

Geringerer Widerstand der Spannungszuleitung würde Ripple nicht verbessern.

Ein Widerstand hier bildet einen Tiefpass mit dem Siebelko im Gerät.

 

Du darfst das Gerät nicht am Alternator anschliessen sondern musst es vom Pluspol der Batterie über ein separates Kabel speisen !

Sicherung nicht vergessen..

 

Georg

[YvesHeller]

Hallo Georg,

 

ob der Motor den Squelch aufmacht kann ich nicht hundertprozentig

ausschliessen, der Squelch wird ja automatisch vom SL40 geregelt.

 

Ob der Noise im Sendebetrieb auch da ist habe ich noch nicht beobachtet.

Werde ich aber machen.

 

Eine Tonaufnahme kann ich auch versuchen zu machen.

Natürlich habe ich das Funkgerät nicht am Alternator angeschlossen sondern

vom "Plus"-Verteiler am Instrumentenbrett abgenommen. Dieser Verteiler

ist an der Batterie direkt angeschlossen. Jedoch halt über eine relativ lange

Leitung. Ich geh heute noch auf den Flugplatz und werde den Funk mal

an einer separaten Batterie anschliessen.

 

Grüsse Yves

 

 

Vielen Dank für Eure Hilfe!

[MarkusP210]

Yves

 

Wie sieht eigentlich die Masseverbindung des SL 40 aus (Querschnitt, Anschlusspunkt, Entfernung zur Batterie --> Übergangswiederstände)?

 

Markus

[YvesHeller]

Hallo Markus,

 

leider bin ich noch nicht dazu gekommen auf den Flugplatz zu gehen.

 

Der Anschluss der Masse ist folgendermassen aufgebaut: Vom 15Pin Sub-D

Stecker geht ein AWG 20 (ca. 0,5mm2) Kabel an den zentralen Masseanschluss

am Instrumentenpanel. Dieses Kabel ist ca. 20cm lang. Der Zentrale Masseanschluss

ist fest mit dem geschweissten Gitterrohhrahmen verbunden an welchem auch

die Batteriemasse angeschlossen ist. Somit werden ca. 3.5m über den Gitterrohrrumpf

geführt. Diese Konstruktion ist im Bereich der Kabine aus geschweissten Stahlrohren ausgeführt und im

Bereich des Rumpfs/Leitwerksträger aus genieteten Alurohren.

 

Ich kann aber mal den Widerstand zwischen dem zentralen Anschlusspunkt und dem Anschluss

der Batteriemasse am Gitterrohr ausmessen.

 

Grüsse Yves

 

Hier noch ein Bild zur veranschaulichung:

 

[MarkusP210]

Hallo Yves

 

Das tönt nach einer niederohmigen Verbindung zu Masse; aus meiner Sicht nicht der Problemverursacher (zur Messung dieser Art von Wiederständen ist sowieso ein spezielles Messgerät erforderlich, lässt sich mit einem Multimeter nicht akkurat messen).

 

Wie weiter oben schon angetönt würde ich mal abschirmen und ggf. filtern.

 

Gruss

 

Markus

[YvesHeller]

Hallo Markus,

 

nochmals vielen Dank für deine Ideen und Überlegungen.

 

Ich habe nun ein abgeschirmtes Kabel für das Micro/Phone und ein

abgeschirmtes Kabel fürs Anti Noise bestellt.

 

Ich werde nun versuchen das Kabel für das Anti Noise möglichst weit weg

von den anderen Kabeln zu verlegen.

 

Auch habe ich ein Tiefpassfilter (Autozubehör) bestellt. Sobald die Sachen

hier sind kann ich einen neuen Kabelbaum löten und ihn dann verbauen.

Die Resultate werde ich natürlich berichten.

 

Nochmals herzlichen Dank an Alle die mir geholfen haben.

 

Grüsse Yves

 

Update: Distrelec hat mal wieder extrem schnell geliefert. Ich gehe nun auf den Flugplatz um das alte

Kabel auszubauen. Jetzt habe ich aber doch noch eine Frage: Muss ich die Abschirmung erden? Ich

habe das schon manchmal gesehen und das Geflecht würde sich auch sehr gut mit der Masse verbinden lassen.

Nötig oder nicht? Oder sogar erwünscht oder verboten?

[MarkusP210]

Yves

 

Das ist ja gerade die Eigenschaft des geschirmten Kabels, der Schirm; und der nutzt nur wenn er richtig geerdet ist.

 

Es gibt allerdings kein Allerweltsrezept fürs erden (ob nur eine Seite oder beide). Aufgrund der physikalischen Eigenschaften elektrischer Spannungen und Ströme gilt aber folgendes:

 

Eine vorwiegend induktive Einkopplung induziert einen Störstrom im Schirm welcher abgeleitet werden muss. Deshalb muss der Schirm in diesem Fall beidseitig geerdet werden (um zu verhindern, dass der Störstrom eine entsprechende Spannung induziert).

 

Eine vorwiegend kapazitive Einkopplung induziert eine Störspannung auf den Schirm welche kurzgeschlossen werden muss. Deshalb muss der Schirm in diesem Fall nur einseitig geerdet werden (um zu verhindern, dass die Störspannung einen entsprechenden Strom induziert).

 

In Deinem Fall gehe ich schwer davon aus, dass die Einkopplung hauptsächlich induktiver Natur ist und Du daher mit Vorteil beide Enden des Schirms an Masse legst. Für den Anschluss des Schirms gelten folgende Regeln:

 

- Schirm so kurz wie möglich öffnen, d.h. die durch den Schirm geschützten Leiter so kurz wie möglich anschliessen.

- Schirm möglichst grossflächig anschliessen; am besten mit einer Bride welche den gesamten Schirm umfasst

 

Nun wünsche ich viel Erfolg und bin auf die Resultate gespannt.

 

Markus

[YvesHeller]

Hallo Markus,

 

vielen Dank für deine Erklärung.

 

Gehe ich richtig in der Annahme, das bei der Kapazitiven Einkopplung

unterschiedliche Ladungspotentiale in den verschiedenen Bauteilen gemeint ist? Somit wäre die Erdung an eigentlich nur dazu da alle Bauteile auf das gleiche Niveau zu bringen? Somit wäre das Erden eine Art "bonding"?

 

In einem meiner Skripts (Bonding and Screening) steht folgendes:

 

"Bonding can also act as a part of the earth return system in a pole circuit

and will also help to prevent radio interference due to static discharges."

 

Grüsse Yves

 

(Ich weiss es ist Offtopic aber es interessiert mich sehr)

[MarkusP210]

Yves

 

Das ist richtig, kapazitive Einkopplung erfolgt durch parallel verlaufende Leitungen welche hohe Spannungspotentiale führen. Dabei wird im beeinflussten Leiter ebenfalls eine Spannung induziert welche das Nutzsignal (in Deinem Fall das Sprachsignal) überlagert oder sogar zerstört. Beim abgeschirmten Kabel wird die Spannung im Schirm induziert und damit sie abgebaut resp. keine Spannungsdifferenzen gegenüber den Nutzleitern entsteht wird sie durch einseitiges Auflegen des Schirms kurzgeschlossen.

 

Analgo dazu verhält es sich bei induktiven Einkopplungen wo grosse Ströme in parallelen Leitern zur Induktion eines Störstroms führen welcher dann durch zweiseitiges Auflegen des Schirms abfliessen kann.

 

Markus

[YvesHeller]

Hallo,

 

vielen Dank für die Erklärung.

 

Gestern habe ich den neuen Kabelbaum verlegt und heute kam noch der

Tiefpassfilter an. Somit kann ich eventuell heute Abend noch die neue

Stromversorgung realisieren. Ich habe nun die Signalleitungen in einem

geschirmten Kabel verlegt. Die Stromleitungen fürs Anti Noise gehen ebenfalls

in einem geschirmten Kabel einen anderen Weg zum Panel. Mal sehen was

es bringt. Den Schirm habe ich nun versuchsweise an beiden Enden geerdet.

Wobei das Anschlusspanel sowieso in einer Kunststoffverkleidung befestigt ist

und somit nicht stören sollte?

 

Am SL 40 kann ich übrigens den Sidetone Level justieren. Nur habe ich leider

keine Ahnung was das bedeutet!

 

Grüsse Yves

[MarkusP210]

Wobei das Anschlusspanel sowieso in einer Kunststoffverkleidung befestigt ist und somit nicht stören sollte?

 

Heisst das, das Panel hat keine Verbindung zur Flugzeugmasse? Hmmmm, wenn's aus Metall ist würd ich eine Verbindung zur Masse mit grossem (min. 6 Quadrat --> AWG 8 oder 10) Querschnitt herstellen.

 

Am SL 40 kann ich übrigens den Sidetone Level justieren. Nur habe ich leider keine Ahnung was das bedeutet!

 

Sidetone ist Deine eigene Stimme welche Dir beim Sprechen (nur während des Sendens) in die Phones eingeblendet wird.

 

Markus

[Foxdelta]

Gehe ich richtig in der Annahme, das bei der Kapazitiven Einkopplung

unterschiedliche Ladungspotentiale in den verschiedenen Bauteilen gemeint ist? Somit wäre die Erdung an eigentlich nur dazu da alle Bauteile auf das gleiche Niveau zu bringen?

 

Der Schirm ist eigentlich nicht für einen Potentialausgleich gemacht. Auf dem Schirm sollte man wenn möglich einen Stromfluss vermeiden. Das Potential sollte mit einem Erdungsleiter ausgeglichen werden. Deshalb sollte man den Schirm nur einseitig erden.

[YvesHeller]

Hallo Flavio,

 

merci für deine Erklärung. Ich werde wie von Markus vorgeschlagen das Panel

sauber erden und dann weitersehen.

 

Übrigens habe ich heute den Tiefpassfilter erhalten und gehe

ihn nun einbauen. Vielleicht komm ich noch dazu einen Versuch zu machen.

 

Grüsse Yves

[MarkusP210]

Der Schirm ist eigentlich nicht für einen Potentialausgleich gemacht. Auf dem Schirm sollte man wenn möglich einen Stromfluss vermeiden. Das Potential sollte mit einem Erdungsleiter ausgeglichen werden. Deshalb sollte man den Schirm nur einseitig erden.

 

Aha, spannend, ein allgemeingültiges Rezept, das wird die EMV-Spezialisten der Welt freuen.

 

Markus

[YvesHeller]

Hallo,

 

ich war gestern auf dem Flugplatz und habe nun alles wieder eingebaut.

Ist noch anstrengend wenn man das Verlängerungskabel vergisst und mit

einer Notstromgruppe löten muss!

 

Status: Das Funkgerät funktioniert wieder (somit alle Kabel richtig angeschlossen).

Wenn ich den Motor starte ist es auch endlich ruhig!

Somit war es ein voller Erfolg zumindest für das Funkgerät. Ich hab

keinerlei Summen mehr vom Alternator. Der Sidetone Level ist auch eingestellt,

somit schrei ich mich selbst beim senden nicht mehr an.

 

Leider habe ich auch eine schlechte Nachricht. Sobald ich das Anti Noise

einschalte ist das drehzahlabhängige Summen wieder da.

Ich habe das Kabel vom Anti Noise abgeschirmt und es möglichst weit von

den anderen Leitungen verlegt. Auch ist es am Tiefpassfilter angeschlossen.

 

Wieso funktioniert der Tiefpassfilter beim Funkgerät aber nicht beim Anti Noise?

 

Grüsse Yves