Impedanzanstiege

Impedanzanstiege bezeichnet das zunehmende Impedanzniveau in einem elektrischen System oder Bauteil, wodurch der Wechselstromfluss stärker behindert wird. ImPedanz Z wird allgemein als Z = R + jX beschrieben; der Betrag |Z| kann über den Frequenzbereich hinweg ansteigen, wodurch sich Spannungs- und Strompegel sowie die Signalintegrität verändern.

Ursachen sind vielfältig: Alterung und Verschleiß von Kontakten, Lötstellen und Verbindungen; Korrosion, Verschmutzungen oder Feuchtigkeit; Insulations- oder Dielektrikumsprobleme; Temperaturbedingte Änderung der Leitfähigkeit; Materialalterung in Elektrolytkondensatoren, wodurch der ESR steigt; mechanische Beanspruchung; parasitäre Induktivität und Kapazität, besonders bei hohen Frequenzen; auch Herstellungs-Toleranzen.

Auswirkungen: Höhere Verluste, größerer Spannungsabfall, schlechtere Dämpfung, verzögerte oder verzerrte Signale; in Stromversorgungen können Impedanzanstiege zu instabilen Regelschleifen führen; in Sensoren und Messsystemen vermindert sich die Messauflösung. In der Hochfrequenztechnik können Impedanzunterschiede zu Reflexionen und Impedanzfehlanpassungen führen.

Messung und Diagnose: Impedanz durch LCR-Messen, Impedanzspektren (EIS) oder Bode-Plots bestimmt; Verfolgung von Änderungen im Zeitverlauf zeigt Alterung oder Fouling an. Diagnose umfasst auch Temperatur- und Feuchtigkeitschecks, Sichtprüfung von Kontakten, Austausch alter Bauteile.

Gegenmaßnahmen: richtige Auswahl von Bauteilen, gute Kontaktierung, Reinigung, Schutz gegen Feuchtigkeit, Temperaturkontrolle, regelmäßiger Austausch alter Kondensatoren oder Kabel, korrekte Impedanzanpassung in Schaltungen, Entstör- und Abschirmungsmaßnahmen.