THEMA: Digital & geschlossener Stromkreis

Ohne geschlossenen Stromkreis kann kein Strom fliessen. Meist schliesst eine Lok denselben.
Du meinst doch sicher einen Ring eines Poles des Digitalstroms?
Wer keinen Kreisverkehr auf der Anlage hat, sondern Kehrschleifen, kann auch die Gleise nicht im Ring schliessen.


Jürgen H.

Du hast natürlich völlig recht, dass die Lok den Stromkreis schließt. Da habe ich mich wohl sehr unpräzise ausgedrückt.... :)

Beispiel für das was ich meine: z.B. bei einem einfachen, eingleisigen Oval sollte eine Trennstelle eingesetzt werden.

Viele Grüße,
Tobias

Hallo Tobias,

das Problem der geschlossenen Stromzuführung ist, dass jede elektromagnetische Welle innerhalb dieses Kreises Ströme induziert, die wiederum zum Spannungsabfall führt. Da beide Schienen eines Gleises eng zusammen liegen, müsste sich der Störeffekt ziemlich aufheben, da die Spannungsdifferenz zwischen beiden Schienen (also die Spannung, die der Dekoder wahrnimmt) sich kaum ändert. Zudem filtert der Dekoder hochfrequente Störungen heraus und niederfrequente (z.B. durch Trafos verursacht) machen sich wenig bemerkbar, da die induzierte Spannung proporzional zur Freuenz (also gering) ist.

Praktische Erfahrung habe ich damit jedoch nicht, da ich eine hinreichende Anzahl von isolierten Gleisabschnitten plane. Das kostet erst einmal kaum Geld oder Mühe, hat aber den Vorteil, später eine Gleisbesetztmeldung nachrüsten zu können.

Gruß
Burkhard

PS: auch eine offene Stromzuführung bedingt Reflexionen, die aber für die relativ niederfrequenten Digitalsignale vernachlässigt werden können.

Esotherisch. Die Übertragungsfrequenz ist doch nicht hoch genug.

(Spekulation: Vielleicht wenn der Kreis ein paar hundert Meter groß wäre, könnte es eine Rolle spielen, aber dann bricht das Signal schon wegen der Kapazitans vorher zusammen.)

Hallo Burkhard & haba,

vielen Dank für Eure fundierten Antworten! Der Aspekt mit der späteren Nachrüstung von Rückmeldeabschnitten ist sehr wichtig gewesen, daran habe ich noch nicht gedacht. Wie gut, dass man hier solche Dinge erfahren kann.

Viele Grüße,
Tobias

Servus!

Die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Impulsen in einem Kupferleiter ist ungefähr 80 m/us. Sprich bei ca. 8m Gleis haben wir 0,1us Unterschied.

Dagegen hat ein bit im Digitalsignal (bei 8000 bit/s) und ist mit rund 100us Länge weit länger als die obige Laufzeitdifferenz.

Die Signalqualität wird da wohl kaum beeinträchtigt. Sag ich mal...

Grüßle
Elvis.



Beitrag editiert am 04. 10. 2008 11:01.

Ihr habt wirklich gute physikalische Kenntnisse. Respekt!

Es gibt in Sachen Digital immer wider eine Reihe von Mythen die duch diverse Printmedien unverständlicherweise immer wieder aufgewärmt werden. Das Thema HF mit seinen gegenüber Gleichspannung unterschiedlichen Ausbreitungscharakteristika ist bei den derzeit verwendeten Digitalsteuerungen kein Thema. DCC arbeitet mit etwa 10-15kHz Frequenzen - wobei die Angabe Frequenz technisch gesehen schon ein ziemlicehr Unfug ist. Egal es macht die Sache klarer und erlaubt Gedankenbrücken zu HiFi Technik.

DCC Ringleitungen an der Anlage machen Sinn weil man so den wirksamen Querschnitt einer Zuleitung fast verdoppelt. So gesehen hilft das deutlich. Ob Draht oder Litze ist nur Geschmakssache. Der Koronaeffekt tritt bei Frequenten von 10-20kHz erst bei Querschnitten von 10-15mm2 marginal auf. Sprich da kann mans messen, Signal wäre da kaum Beeinträchtigt. Wesentlicher würde sich die Verlegung des Kabels auswirken, die man nur wenig beeinflussen kann. BTW auch im Audiobereich sind die teuren Feinlizenlautsprecherkabel im grunde rausgeschmissenes Geld wie jeder HiFi Profi bestätigen wird. Da es die Zeitungen aber schreiben, daß da die Höhen brilianter klingen wird das Zeugs halt gekauft, hören oder gar Messen kann mans nicht, vorausgesetzt gleicher Querschnitt und Verlegung. Beim Blauen Klaus führt man unterschiedlich lange Kabel vor um die teuren Lizenkabel schönzureden. Hab' mich deshalb schon beschwert blieb aber so...

Dem zuwider sollte man die Masseleitung möglichst sternförmig ausbilden. Auf keinen Fall Ringe oder Maschen, weil man hier dann faktisch zwingend Brummschleifen sich einfängt, die man aus dem Audiobereich wohl auch kennt. Diese entstehen durch wenige Milivolt Spannungsunterschied und bewirken die üblesten Phänomene. Gestörte Anlagen wo meine Kunden den Fehler nicht finden konnten waren immer Masseschelfenprobleme. Mein Rat: Massekabel möglichst sternförmig jeden Verbraucher zu einem Sammelpunkt verbinden, üblicherweise wird das in der Nähe der Zentrale wo sein. Man kann durchaus Gruppen von einigen Rückmeldern, odglm zusammenfassen und dann mit einer gemeinsamen Leitung zum Massepunkt führen. Es ist nicht immer alles schwarz/weiß zu sehen.

HTH
-AH-

Hallo Herr Hübsch,

vielen Dank auch für diese aufschlussreiche Information zur Masseleitung. Gut, dass ich all das erfahre, bevor der Bau der festen Anlage beginnt!

Herzliche Grüße,
Tobias

@8

Arnold,

bei den meisten Boostern wird die Masseleitung doch durchgeschleift. Das heißt, ein Digitalanschluss hat Massepotenzial. Insofern sehe ich einen Widerspruch, das Digitalsignal per Ringleitung einzuspeisen und die Masseleitung sternförmig. Das birgt doch wirklich das Risiko, sich eine Brummschleifen einzuschleifen. Also lieber stringent entweder Stern- oder Ringverteilung einsetzen.

Gruß
Burkhard

@10
Es ist eben was Brummschleifen udglm betrifft ein Unterschied zwischen Masseleitung und Spannungsversorgung. Gleichspannungsmäßig mag es egal sein. Nur hat man auf den Masseleitungen Ausgleichsströme (weshalb auch immer die entstanden sind) und dabei Geräte über die Masseleitung hintereinander geschaltet addieren sich die Spannungen auf der Masseleitung und das Problem ist da. Das gemeine dabei man merkt nicht gleich was davon sondern erst durch das übereinanderlegen mehrerer Probleme wird es sichtbar.

Die Idee der Masseleitung ist es daß hier eigentlich kein Strom fließen soll, sondern daß es ein Referenzpotential ist. Gewisse Verbraucher nutzen aber auch die Masse als Rückleiter, banales Beispiel Lämpchen. Eben dieser Strom der zurück fließt soll das Massepotential anderer Verbrauche nicht anheben. Das erreicht man nur dann wenn man strenförmig verdrahtet. Der Rückstrom anderer Verbraucher kann so das Massepotential der (möglicherweise empfindlichen Elektronik) nicht anheben, weil der ja einen anderen Draht benutzt.

Übrigens liegt der Massepunkt bei den meißten Digitalsystemen genau ZWISCHEN den beiden Schienensignalen. Der Massepunkt hat daher keinen Konflinkt mit den Schienensignalen die man durchaus als Ring verlegen kann/soll. Es gibt einige Digitalsysteme die gewisse Märklinaffinitäten haben wo die Masse anders zum Schienenpotential liegt. Klassicher vertreter die I-Box. Hier ist es dann um so wichtiger Masse und Stromversorgung getrennt zu halten, auch wenn es DC mäßig scheint ident zu sein.

@11

Arnold,

man unterscheidet zwischen der Schutzmasse (Erde), über die im Normalfall keine Ströme fließen dürfen und der Funktionsmasse, die eine willkürliche Festlegung als Referenzpotential darstellt. Bei der Digitalbahn handelt es sich um zweiteres.

Es ist übrigens nicht erforderlich, dass bei der Funktionsmasse wirklich Masse (z.B. in Form vom Lokgehäuse) angeschlossen ist, da es sich nur um eine Festlegung handelt. Das bei einem 2-Leitersystem ein Leiter als Rückleiter genutzt wird, ist unumgänglich. Dass es dadurch zu Spannungsabfällen kommt, ebenfalls - die Dekoder kommen damit zurecht.

Es ist weiterhin möglich, in einem System mehrere Massen (also Bezugspunkte) zu definieren, also z.B. analoge (Stromversorgung) und digitale Masse (Gleiskontakte). Mit Brummschleifen hat dies noch nichts zu tun. Bei ca. 50% aller Digitalsystemen ist die Masse sowieso von der Stromversorgung zu den Gleisen durchgeschleift - eine Trennung ist da prinzipiell nicht möglich und die Systeme funktionieren genauso gut.

Der von Dir beschriebene Effekt der Brummschleifen tritt grundsätzlich in jeder Ringverteilung auf. Probleme ergeben sich speziell bei Messleitungen.
Bei der Digitalbahn ist der Effekt normalerweise nur gering, da er beide Schienen in annähernd gleichem Maße betrifft. Nichtsdestotrotz kann es natürlich bei unglücklicher Verdrahtung (z.B. eine Schiene als Ring verlegt, die andere musste isoliert werden) zu Problemen kommen.

Ich umgehe das Problem durch Einrichtung von voneinander isolierten Gleisabschnitten für die Besetztmelder. Damit wird gleichzeitig das von Dir angesprochene Problem des Spannungsabfalls gelöst. Ein einzelner Gleisabschnitt wird mühelos von ggf. meterlangen 0,14mm^2-Litzen versorgt. Da der Strombedarf pro Zug unter 200mA liegt, ist der Spannungsabfall vernachlässigbar.

Gruß
Burkhard