Zurück zur Hardware-Seite

Transformatorischer Mantelstromfilter

Was zum Geier ist eigentlich ein Mantelstromfilter?

Ein Mantelstromfilter unterbricht die Masseverbindung, die durch den Schirm eines Kabels zwischen zwei Geräten besteht. Eine solche Masseverbindung ist so lange unproblematisch, solange kein Strom über den Schirm fließt, denn dann fällt eine Spannung an ihm ab, die dann im Nutzsignal auftaucht.
Man merkt das meistens dann, wenn man eine komplexere Audio- oder Videoverkabelung aufgebaut hat und ein deutliches Brummen im Lautsprecher oder Streifen in Videobild auftauchen, sobald die Antenne eingesteckt wird. Prinzipiell könnte man den Mantelstromfilter entweder in die Audio- oder in  die Antennenleitung einbauen. Der Einbau in die Antennenleitung bietet sich aber an, da hier einerseits höhere Frequenzen unterwegs sind, was die Bauteile kleiner hält und zum anderen keine HiFi-Qualitätsansprüche erfüllt werden müssen.

Warum ein transformatorischer Mantelstromfilter?


Prinzipiell hat man zwei Möglichkeiten, einen Mantelstromfilter zu konstruieren. Die einfachere Möglichkeit ist ein kapazitiver Filter. Hierbei werden Signal und Schirm der Antennenleitung jeweils durch einen Kondensator (<100nF) in Reihe unterbrochen (siehe Abb. 1).

Abb. 1: kapazitive Trennung
Abb.1: kapazitive Trennung

Nachteilig bei diesem Aufbau ist, dass bei der Wahl kleiner Kondensatoren die Kapazitätstoleranzen dazu führen können, dass Signal und Schirm nicht gleich gut gekoppelt werden, was ein Abstrahlen des Antennensignals zur Folge hat. Störungen im terrestrischen Radioempfang sind die Folge. Werden die Kondensatoren groß gewählt, erhöht sich auch der Koppelfaktor für die unerwünschten niederfrequenten Anteile zwischen den beiden Massesystemen und der Brumm kehrt zurück.
Ein transformatorischer Filter (siehe Abb. FIXME) besitzt diese Probleme nicht. Die kapazitive Kopplung zwischen den Massen beträgt nur einige Pikofarad und das SIgnal wird nach der Übertragung genau gegenphasig auf Signalleiter und Schirm verteilt.

Abb.2: transformatorische Trennung
Abb. 2: transformatorische Trennung


Nachteilig bei diesem System ist, dass es eine etwas höhere Signaldämpfung aufweist, als der kapazitive Koppler.

Und wie baut man einen transformatorischen Mantelstromfilter

Natürlich kann man so ein Ding auch fertig kaufen, aber dann ist es nur halb so lustig und meistens auch teurer!

Also endlich zur Bauanleitung:
Am einfachsten ist es, wenn man den Mantelstromfilter direkt in einen Antennenwinkelstecker (am besten mit Metallhaube) einbaut (siehe Abb. 3). Dann kann man das Kabel mit Filter gleich als Antennenhabel verwenden.

    
Abb. 3: Technische Realisierung des Mantelstromfilters

Dazu braucht man:
Am besten ist es, wenn man den Filter auf Geräteseite einbaut, also im Stecker für Videogeräte und in der Kupplung für Radios.

Zunächst wird an einem Ende des Kabels der Stecker (oder die Kupplung) ohne Filter angebracht. Dabei muss der Schirm gut am Gehäuse angebunden sein und der Signalleiter möglichst kurz und direkt zum Anschluss des Mittelkontaktes führen.
Die andere Seite wird (wie Abb. 3 zeigt) sehr kurz abgematelt und abisoliert, sodass bei der Montage der Kabelschirm nicht mit dem Steckergehäuse in Berührung kommt. Danach werden zwei kurze Stücke Kupferlackdraht zusammen verdrillt und (für den oben angegebenen Kern drei Mal) um den Ringkern gewickelt. Zu kange Kabelenden werden entsprechend gekürzt. Eines der beiden Stücke wird nun möglichst kurz mit etwas Schrupfschlauch als Isolation zwischen Schirm und Signallaiter des Kabels (Polung ist egal!) angeschlossen. Das andere zwischen Steckergehäuse und Signalpin.
Nach einem kurzen Funktionstest kommen die Hauben auf die Stecker - fertig!

Fehlen nach dem Einbau des Filters Sender auf niedrigen Frequenzen, so muss die Windungszahl erhöht werden. Werden Sender auf hohen Frequenzen nur noch schlecht empfangen, ist der Kern nicht für hohe Frequenzen geeignet. Werden bestimmte Sender unterdrückt, muss die Windungszahl erniedrigt werden, hier ist man in den Bereich der Eigenresonanz der Spule gekommen.


Mein eigener Mantelstromfilter weist bis 800MHz eine Dämpfung von maximal 6dB auf.


Zurück zur Hardware-Seite
Letzte Änderung 14.03.2004 Archi