Ich bin derzeit dabei einen Spektrumanalysator für den VLF-Bereich zu bauen. Das Ziel war erstmal schlicht. Es sollte eine automatische Detektion von Sferics und Whistler erlauben, wobei letzteres an meinem Standort sowieso bereits „sportlich“ ist. Die Innenstadtlage macht da einem natürlich mal wieder das Leben schwer. Der einfache USB-Sound-Stick, mit angeschlossener Ferritantenne, der später noch gegen ein besseres Audiointerface getauscht wird, sieht so gut wie nur „Störgeräusche“ … Also macht man aus der Not eine Tugend. Nun entsteht ein Tool das als Nebenprodukt auch Störungen protokollieren kann – demnächst mehr.
In diesem Artikel will ich eine Störung betrachten, die auf dem ersten Blick wie eine Bake oder ein digitaler Sender wirkt. Tatsächlich ist es eine Oberwelle des Stromnetzes.
Warum ausgerechnet 6 kHz
In Europa wird das Netz mit 50 Hz betrieben. Die Grundschwingung selbst liegt im Audiobereich und hat im Funkspektrum keine direkte Bedeutung. Interessant wird es bei den Vielfachen (den Harmonischen), die durch Nichtlinearitäten in Gleichrichtern und Schaltnetzteilen entstehen. Praktisch dominant sind die geradzahligen Harmonischen, weil die typischen Kurvenformen asymmetrisch sind.
Bei 6 kHz liegen rund das 120 Vielfache der 50-Hz-Grundwelle. Genau dort ist das Signal am stabilsten. Bei größeren Abständen würde das Signal schwächer werden.
Warum 6 kHz und nicht 5 oder 7
Die Physik erlaubt Seitenbänder bei jedem Vielfachen. Was sich bei 6 kHz zeigt, ist die Überlagerung vieler einzelner Quellen – jede mit etwas anderer Phasenlage. Bei 6 kHz Abstand addieren sich diese konstruktiv zu einem sichtbaren Signal, bei anderen Abständen mitteln sie sich heraus. Bei meinen Einstellungen – 48 kHz Abtastrate, 8192-Punkt-FFT – hat ein Seitenband bei 6 kHz Abstand genau die Breite, die im Wasserfalldiagramm am besten lesbar ist: sichtbar, aber nicht aufgeblasen.
Gibt es mehr?
Ja, leider … Das folgende Bild zeigt alle Störungen, die ich aktuell auf diesem Weg empfangen kann. Ich habe hier also viel, was es zu entdecken gibt.
