Charlys These zum Kabelklang

[David]

Charly hat im Hörerlebnis-Forum folgende These angesprochen, die mir nicht realistisch vorkommt. Ich hätte gerne gewußt, was die Techniker dazu sagen.

Gleich vorweg: dazu bitte nur technische Erläuterungen und keine persönlichen Angriffe!

Hier seine Aussage:

Dir wird doch als Techniker klar sein, daß die NF-Massepotenziale der unterschiedlichen Geräte für sich erst einmal auf unterschiedlichem Potenzial liegen. Wenn ich jetzt zwei Geräte verbinde, fließt ein Strom in Abhängigkeit des komplexen Widerstandes des Masseleiters und der komplexen Verkopplungen des jeweiligen Massepotenziales zum Versorgungsnetz.

Schon ein Potenzialunterschied von 10mV würde in einem Masseleiter, der einen Widerstand von 5mOhm hat, einen Stromfluß von 2A erzeugen. Willst du mir jetzt weißmachen, daß diese 2A nicht auf das zu übertragende Signal übersprechen?

Wer sagt denn überhaupt, daß man einen Brumm durch Kabel wegbekommt? Ich zumindest nicht. Ich sage nur, daß realistische Masseleiter von Verbindungskabeln um 5mOhm liegen und das Potenzialunterschiede von lediglich 10 mV dort einen Stromfluß von 2A auslösen unter den geschilderten Bedingungen. Da kann man doch nicht so tun, als würde das keine Rolle spielen.

Danach noch:

Ich sage lediglich, daß es hörbare Effekte aufgrund von Kabelverbindungen zwischen zwei Geräten geben kann. Daran ist überhaupt nichts voodoo, reine Elektrotechnik. Halt nur nicht mehr auf Handwerkerniveau. Vom staatlich geprüften Elektrotechniker an würde ich dieses wissen aber erwarten. E-Technik Ingenieur sowieso.

Gruß
David

[Albus]

Tag ,

Charly ist für diese qualitative Aussage beizupflichten. - Die (seriöse) Literatur ist von derartigen elektro-systemischen Problemkonstellationen mit besonderer Berücksichtigung der Verkabelungsmodi voll; nur zu nennen: Dickreiter, Handbuch der Tonstudiotechnik; Ott, Noise Reduction Techniques in Electronic Systems, 2. Auflage; Ralph Morrison, Grounding and Shielding Techniques in Instrumentation, 3. und 4. Auflage.

Nachsatz: Was die 5 mOhm angeht, da muss man dann aber doch schon zum Besten von Belden greifen, sonst liegt man doch eher höher (mehr bei 20 mOhm). Transfer Impedance ist im Übrigen ein wichtiges Kabeldatum (Einkopplungsmaß im Verhältnis von Schirm zu Innenleiter).

Freundlich
Albus

[FaulerWilli]

"Dir wird doch als Techniker klar sein, daß die NF-Massepotenziale der unterschiedlichen Geräte für sich erst einmal auf unterschiedlichem Potenzial liegen."

Mit dieser Aussage habe ich folgendes Verständnisproblem: ein Gerät hat im Netzteil üblicherweise einen Trafo 230V/Niederspannung. Primär- und Sekundärkreis dieses Netztrafos sind üblicherweise galvanisch getrennt. Das Massepotenzial des Sekundärkreises ist somit in Bezug auf alle anderen Potenziale außerhalb des Gerätes zunächst nicht definiert, quasi "frei schwebend".

Wenn nun 2 oder mehrere solcher Geräte verbunden werden, so werden lediglich die Massepotenziale aller Sekundärkreise miteinander verbunden, sind also im Verbund "frei schwebend". Ein Ausgleichsstrom aufgrund unterschiedlicher Potenziale fließt hier nicht.

[Christian Böckle]

Hallo David

Meines Erachtens sind obig angeführte "Theorien" nicht nur völlig praxisfremd, sondern auch "völlig "theorie-fremd".

Zuerst eine allgemeine veranschaulichende Überlegung zum Begriff "Potential":

Ein Vogel, der sich gerade in der Luft fortbewegt, ist sozusagen "potentialfrei".
Wenn nun dieser Vogel auf einer 380kV-Freilandleitung landet, so ist er NICHT MEHR potentialfrei, sondern er nimmt ein Potential von "380kV gegen Erde" an.
Völlig (elektro-)streßfrei.

Auf Audio übertragen heißt das:

Eine Potentialdifferenz zwischen Audiogeräten exististiert (normalerweise) ALLEINIG aufgrund einer "kapazitiven Kopplung" zwischen dem Netztransformator und dem Gerätegehäuse (= Audiomasse) (ansonsten sind UNGEERDETE Audiogeräte "potentialfrei"):
Stichwort "Ausphasen".
Die "Stärke" dieser kapazitiven Kopplung ist von der Bauform des Transformators und der Konstellation bezüglich des Gerätegehäuses abhängig.
Genauer:
Mit einem Multimeter, welches einen Eingangswiderstand von 10MOhm aufweisen MUSS(!!), kann ich hier eine Spannung im 60-Volt-Bereich gegen Erde messen.
Wenn ich nun mit den Händen GLEICHZEITIG die Meßstrippe UND Erde berühre, so bricht diese Spannung auf NULL zusammen.
Ergo:
Diese Spannungen sind also NICHT belastbar, und hier gibt es auch KEINE "2 Ampere", weil der Innenwiderstand dieser "Spannungsquelle" viel zu hoch ist.

Genauer:
Wenn ich zwischen den Audiomassen zweier Audiogeräte eine Spannung von 60 Volt messen kann (weil beide "gegeneinander ausgephast" sind), und diese Massen dann miteinander verbinde, so fließt kein Strom im Ampere-Bereich, sondern im µA-Bereich!
Von einer ("treibenden") Spannung im 10mV-Bereich ganz zu schweigen.

Weiters:
Bei Potentialdifferenzen handelt es sich also IMMER um Wechselspannungen im 50Hz-Bereich.
Das heißt:
WENN es hier ein Problem geben SOLLTE, so liegt dieses Problem also IMMER im HÖRBAREN Bereich.
Mit "HÖRBAR", meine ich aber nicht irgendso Zeugs wie "Tiefenstaffelung", "schlankerer Baß" udgl., sondern ganz einfach:
Ein BRUMM, der durch hohe Lautstärken (OHNE Audiosignal) sehr leicht "hörbar gemacht" werden kann.
Wenn NICHTS Diesbezügliches hörbar ist, so ist auch kein Problem vorhanden.

Problematisch sind eigentlich nur sog. "Mehrfach-Erdungen", die DANN entstehen KÖNNEN, wenn mehrere Geräte einen Erdungsanschluß aufweisen:
Hier kann man sich diese Erdungsleitungen als "kurzgeschlossene Windungen" vorstellen, in welche dann eine Spannung induziert wird, die einen WINZIGEN Wechselstrom "treibt".

Anmerkung (zur Verdeutlichung):
Ich habe hier bei mir einmal versuchsweise die Audiomasse eines UNGEERDETEN Verstärkers und eines UNGEERDETEN CD-Players auf 220 Volt Wechselspannung gelegt (siehe Eingangsbeispiel):
"Klanglich" hat sich KEINERLEI Unterschied ergeben, und es war auch KEIN Brummen wahrnehmbar.
BITTE AUF GAR KEINEN FALL NACHMACHEN!!!!

Und noch eine Abschlußbemerkung zu den diversen "Kabelthreads":

LAUTSPRECHERKABEL:
Wenn es hier einmal "Unterschiede zu hören" gibt, so resultieren diese (im NF-Bereich bei kurzen Kabellängen) NIEMALS(!!) aus dem Umstand "spezieller verwendeter Leitermaterialien in Verbindung mit abstrus kunstvoll miteinander verflochtendem Litzen- oder Solidcore-Zeugs", sondern ALLEINIG aus dem sich ergebenden Widerstand dieses "Kabelwerks"!
Grund:
Frequenzweichen sind prinzipiell nichts anderes, als (durch Lautsprecher) BEDÄMPFTE SCHWINGKREISE.
Je nach Weichenkonstruktion kann das Ganze "empfindlich" auf "hochohmige" Zuleitungen reagieren.

Übrigens:
ALLE diese abstrusen (vom Gesamtquerschnitt her gesehen) dünnen "Spezial-"Lautsprecherkabel können ganz einfach "simuliert" werden:
Man nehme ein ordentliches (also dickes) Lautsprecherkabel und schalte einen "passenden" Zementwiderstand in Serie, um das jeweilige "Wunderkabel" zu simulieren.


Herzliche Grüße
Christian

[Lars]

Die Bemühung des Ohmschen Gesetz für die etwas komplexere Problematik von Masseausgleichströmen erscheint mir etwas zu einfach gedacht. Meine Forderung nach einer validen Messung des Behaupteten wird wahrscheinlich wieder im Nirvana verschwinden. Naja egal, ich hab mal gerade ne Simu angeworfen für zwei typische Netzteile und über die Koppelkondis eine Unsymetrie von 15mV Amplitude erzwungen. Nach Adam Riese und K.H-W. Rechnung müßte dann bei einer Masseverbindung von 5mOhm ein Strom von 3A fliessen. Tasächlich (laut Simu) sind es aber nur ca 14µA. Die Spannung bricht zusammen (ist ja auch irgendwie der Sinn der Übung). Irgendwie sind da für einen ordentlichen Stromfluss immer diese dämlichen Koppelkondis im Weg ... so ein Mist :N

Aber vielleicht hab ich auch nur falsch moduliert, ne Messung könnte mich glatt überzeugen (mal sehen vielleicht hab ich ja was rumliegen, womit man was messen könnte).

Grüßle

Lars

[David]

Was Christian hier geschrieben hat, ist für mich verständlich und einleuchtend. So sehe ich das alles auch und das entspricht auch meinem Wissenstand.

Das habe ich allerdings noch nicht probiert:

Ich habe hier bei mir einmal versuchsweise die Audiomasse eines UNGEERDETEN Verstärkers und eines UNGEERDETEN CD-Players auf 220 Volt Wechselspannung gelegt (siehe Eingangsbeispiel):
"Klanglich" hat sich KEINERLEI Unterschied ergeben, und es war auch KEIN Brummen wahrnehmbar.
BITTE AUF GAR KEINEN FALL NACHMACHEN!!!!

Aber es spricht Bände! ;)

Auch die Erläuterungen zu den LS-Kabeln sind logisch.

Was Lars schreibt, ist auch interessant. Theorie und Praxis passen da nicht zusammen. Wieso?

Schade, dass @pelmazo nicht hier ist.

Gruß
David

[ken]

Hallo!

Wer etwas Zeit hat sollte hier lesen, da hat Klaus es recht ausführllich beschrieben:

http://www.hifi-forum.de/index.php?action=browseT&forum_id=42&thread=84&postID=1#1

lg ken

[Lars]

Nachtrag:

die Simu gilt für zwei Geräte mit floatendem Massebezug (keine Schutzerde). Wie das im Einzelnen aussieht, wenn eines der Geräte Schutzerde hat, muss man getrennt betrachten.

Lars

[ken]

Hi Lars,

wie gross sind den Trafokoppelkapazitäten so Daumen mal Pi? Bzw. was hast du für einen Wert genommen?



lg ken

[KSTR]

Original von Hifiaktiv
Schade, dass @pelmazo nicht hier ist.

Aber ich bin hier (und habe mich im HF schon ausfühlich zum dem Thema geäussert, vor längerer Zeit... *ah, Ken war schneller*)... und Christians Auführungen beschreiben nicht alle Sachverhalte korrekt... es können sehrwohl hohe Impulsströme auftreten allein durch die kapazitive Kopplung -- speziell wenn genau ein Gerät auch irgendwie geerdet ist --, weil/wenn es sich z.B. um hochfrequente Pulse von gar nicht oder nicht korrekt gesnubberten Netzteildioden handelt, die 50Hz-Grundwelle interessiert in der Tat keine Sau. Aber etliche nF Koppelkapazität interessieren bei Content manchmal weit über die 100kHz hinaus.

Es handelt sich hier um das, was als "Pin 1 Problem" bei symmetrischen Verbindungen bekannt ist, aber im Gegensatz zu dort kann man es nicht so einfach umgehen... mit etwas Gehirnschmalz geht es, jedoch wird sowas selten in Audiogeräten implementiert, ebensoselten wie kapazitiv nicht stark koppelnde Netzteile.

Grüße, Klaus (ich lass mich da auch auf keine Diskussion ein, habe für sowas grad echt keine Zeit. Wer was zum Lesen haben will, Henry.W.Ott, Noise Reduction Techniques in Electronic Systems).

[jakob]

Ja, die "Hochohmigkeit" der beteiligten Wechselspannungsquellen sorgt dafür, daß der Stromfluß nicht gegen unendlich streben kann.

Allerdings sollte man berücksichtigen, daß wir auch mit kapazitiv eingekoppelten höherfrequenten Störkompenenten zu kämfen haben.

Und zusätzlich sollten wir die Größenordnung unserer Signalströme beachten; Randbedingungen sind Ue=500mV bis 2V für Odb-Signale mit einem Dynamikbereich von 20-45dB, sowie Eingangswiderstände zwischen 10kOhm und 47kOhm.

Gruß

[Lars]

Original von ken
Hi Lars,

wie gross sind den Trafokoppelkapazitäten so Daumen mal Pi? Bzw. was hast du für einen Wert genommen?



lg ken

geschätzte 500pF plus minus

[Lars]

Original von jakob
Ja, die "Hochohmigkeit" der beteiligten Wechselspannungsquellen sorgt dafür, daß der Stromfluß nicht gegen unendlich streben kann.

Allerdings sollte man berücksichtigen, daß wir auch mit kapazitiv eingekoppelten höherfrequenten Störkompenenten zu kämfen haben.

Und zusätzlich sollten wir die Größenordnung unserer Signalströme beachten; Randbedingungen sind Ue=500mV bis 2V für Odb-Signale mit einem Dynamikbereich von 20-45dB, sowie Eingangswiderstände zwischen 10kOhm und 47kOhm.

Gruß

Ja, das stimmt natürlich. Mit nem überlagertem Störer bei 100kHz und ner Amplitude von 50V (ist das gemein genug) simuliere ich schon 8mA in der Masseleitung.

Erhöhe ich die Koppelkondis um Fakto 10 geht´s kräftig an´s Eingemachte (80mA).

Grüße

Lars

[jakob]

@ Lars,

so geht es zwar auch, aber alternativ könntest du auch den Signalstrombereich bei den gegebenen (die durchaus üblich erscheinen, meinst du nicht? ) Randbedingungen berechnen.

Gruß

[KSTR]

Ich hab hier einen RKT120 mit 0.8nF. Ein mal gemessener RKT1000 lag bei über 20nF, IIRC.

Grüße, Klaus