Fernspeisung
wenn eine per Signalleitung angebundene Systemkomponente über ihre Signalleitung auch mit Energie versorgt wird
From Wikipedia, the free encyclopedia
Von Fernspeisung spricht man in der Elektrotechnik, wenn eine per Signalleitung angebundene Systemkomponente über ihre Signalleitung auch mit Energie versorgt wird.
Dabei macht man sich den Umstand zunutze, dass eine Wechsel- und eine Gleichspannung einander überlagert, gemeinsam übertragen und technisch einfach wieder voneinander getrennt werden können. Die zur Energieversorgung eingespeiste Gleichspannung hat daher keinen Einfluss auf das als Wechselspannung übertragene Nutzsignal.
Da Signalleitungen meist keine hohen Leitungsquerschnitte aufweisen, ist die übertragbare Leistung begrenzt. Daher werden vorzugsweise Geräte mit geringem Leistungsbedarf ferngespeist. Typische Beispiele sind Signalverstärker, LNBs, Mess- oder Kommunikationsgeräte.
Häufig wird der Begriff Phantomspeisung synonym zu „Fernspeisung“ verwendet, das ist jedoch meist falsch. Phantomspeisung ist eine spezielle Art der Fernspeisung in der professionellen Tontechnik, die schaltungstechnisch auf die dort üblichen Leitungen (zwei Signaladern und Abschirmung) angewiesen ist.
Anwendungsbeispiele
Computertechnik
Mit Power-over-Ethernet-Technik (PoE) können beispielsweise WLAN-Accesspoints und IP-Telefone über die Datenadern mit Energie versorgt werden.
Hochfrequenztechnik
Um Antennenverstärker oder Signalumsetzer (engl. Low Noise Block Converter, LNB) an signaltechnisch günstigen, oftmals exponierten Punkten installieren zu können, werden sie über die Antennenleitung (meist über den Innenleiter eines Koaxialkabels) mit Energie versorgt.
Beispiele:
- Autoantenne mit eingebautem Antennenverstärker auf dem Autodach, Autoradio im Innenraum,
- Satellitenfernsehempfänger im Wohnzimmer, der von der Satellitenantenne auf dem Dach sein Hochfrequenzsignal erhält und gleichzeitig über das Koaxialkabel den Gleichstrom für die Versorgung LNB liefert.
Die Versorgung mit Gleichstrom kann dabei entweder vom Empfangsgerät selbst, oder einem zwischengeschalteten Fernspeisegerät gestellt werden. Separate Einspeiseelemente werden als Fernspeiseweiche oder aufgrund ihres T-förmigen Schaltbilds als Bias-Tee bzw. Bias-T (englisch, nach dem Buchstaben „T“) bezeichnet.
In einem Bias-T wird ein Kondensator genutzt, um den Gleichstrom zu blockieren. Eine Spule wird verwendet, um das Hochfrequenzsignal zu blockieren. Die Kapazität des Kondensators C wird dabei so gewählt, dass die Impedanz des Kondensators XC bei der Frequenz des hochfrequenten Signals sehr viel größer ist, als der Wellenwiderstand ZL des Koaxialkabels. Die Induktivität L der Spule wird so gewählt, dass die Impedanz der Spule XL bei dieser Frequenz sehr viel kleiner ist, als ZL:
Dabei ist f die Frequenz des hochfrequenten Signals in Hertz.
Nachrichtentechnik
Beim analogen Telefon wird das Endgerät vom Amt über die zwei Sprechadern (fern-)gespeist; Schnurlostelefone und Modems machen davon keinen Gebrauch. Das unterscheidet diese von Ortsbatterie-gespeisten, sehr alten Telefonen und Feldtelefonen, deren deutlichstes Erkennungsmerkmal der Kurbelinduktor zur Erzeugung der Rufwechselspannung ist.
Bei ISDN-Teilnehmeranschlüssen werden der Leitungsabschluss (NTBA) und ggf. auch ein Endgerät über die Telefonleitung mit Energie versorgt (100 Volt Gleichspannung).
Tontechnik
Ein Kondensatormikrofon enthält immer auch einen Verstärker, der mit Energie versorgt werden muss. Anstelle einer Batterie im Mikrofon kann dafür die Phantomspeisung oder Tonaderspeisung eingesetzt werden.
Der Mikrofon-Anschluss eines Computers oder einer Soundkarte stellt eine für Elektretmikrofone ausreichende Speisespannung zur Verfügung.
Literatur
- Thomas Görne: Tontechnik. 1. Auflage, Carl Hanser Verlag, Leipzig, 2006, ISBN 3-446-40198-9
- Andres Keller: Breitbandkabel und Zugangsnetze. Technische Grundlagen und Standards, Springer-Verlag, Berlin/Heidelberg 2011, ISBN 978-3-642-17631-9.
- Erwin Hölzler, Dietwald Thierbach (Hrsg.): Nachrichtenübertragung. Grundlagen und Technik, Springer-Verlag, Berlin / Heidelberg 1966.
- Christian Diedrich: Profibus PA. Instrumentierungstechnologie für die Verfahrenstechnik, 2. Auflage, Oldenbourg Industrieverlag GmbH, München 2006, ISBN 978-3-8356-3056-7.
- Otfried Georg: Telekommunikationstechnik. Handbuch für Praxis und Lehre, Springer-Verlag, Berlin/Heidelberg 2000, ISBN 978-3-642-63105-4.
- Wolf-Dieter Haaß: Handbuch der Kommunikationsnetze. Einführung in die Grundlagen und Methoden der Kommunikationsnetze. Springer Verlag, Berlin Heidelberg 1997, ISBN 3-540-61837-6.
- H.H. Meinke, F.W. Gundlach: Taschenbuch der Hochfrequenztechnik. Band 3 Systeme, Springer Verlag, Berlin Heidelberg 1997, ISBN 978-3-540-54716-7.
- Peter Welzel: Datenfernübertragung. Einführende Grundlagen zur Kommunikation offener Systeme, Friedrich Vieweg & Sohn Verlag, Wiesbaden 1986, ISBN 978-3-663-00129-4.