CommonmodeStörung

Commonmode-Störung bezeichnet eine Störung, die auf mehreren Leitern gleichermaßen gegenüber einer gemeinsamen Bezugsführung, meist Erdung oder Masse, auftritt. Im Gegensatz zu rein differentiellen Störungen, die zwischen zwei Leitungen auftreten, wirkt eine Commonmode-Störung bei allen betroffenen Leitungen in der gleichen Phase und mit ähnlicher Amplitude. Dadurch kann sie insbesondere in Differenzverstärkern oder Messschaltungen schwerer zu erkennen und zu unterdrücken sein.

Ursache sind elektromagnetische Einflüsse und Kopplungen, zum Beispiel EMI aus der Umgebung, Netz- oder Motorkopplungen, gemeinsame Impedanzen durch unsymmetrische Erdungen, parasitäre Kapazitäten oder Induktivitäten zwischen Primär- und Sekundärseite sowie Leckströme in Schutz- oder Sicherheitsbauteilen. Häufig entstehen Ground-Loops, die Spannungspotenziale zwischen Referenzpunkten erzeugen und so eine oder mehrere Leitungen gleichermaßen beeinflussen.

Die Auswirkungen reichen von Messfehlern und Offset-Fehlern bis zu Rauschen und reduzierter Genauigkeit sensibler Messumgebungen. In Instrumentenverstärkern wird die Fähigkeit, Commonmode-Signale abzuleiten, als CMRR (Common-Mode Rejection Ratio) angegeben und in Dezibel angegeben; je höher der Wert, desto besser ist die Unterdrückung von Commonmode-Störungen.

Maßnahmen zur Reduktion umfassen Abschirmung und Twisted-Pair-Kabel, sorgfältige Erdungs- und Verteilungsstrategien, Verwendung von Common-Mode-Chokes oder Ferritfiltern, sowie differential arbeitende Schaltungen oder galvanische Trennung durch Isolation. Der Einsatz von isolierten Messverstärkern oder Optokopplern kann ebenfalls wirksam sein. In Anwendungen der Messtechnik, Datenkommunikation, Automotive und Medizintechnik ist das Verständnis und die Kontrolle von Commonmode-Störungen entscheidend für Zuverlässigkeit und Sicherheit.