Polung der zuleitung egal?

@ Uwe

Die magnetische Einstrahlung induziert ja einen Strom (woraus später eine Spannung entstehen kann).

Das stimmt nun gar nicht. Du brauchst einen Strom, um ein Magnetfeld zu erzeugen. Das ändernde Magnetfeld induziert aber eine Spannung. Der Strom ist dann die Folge der Spannung. Nimm einen Transformator und schliess ihn ans Netz an. Auf der Sekundärseite kannst Du eine Spannung messen. Der Strom, der durchs Messinstrument fliesst ist dabei sehr gering.
Wenn Du jetzt eine Lampe anschliesst, brennt diese und braucht dazu einen Strom. Die Spannung, die Du jetzt misst, hat sich praktisch nicht verändert. Also ist doch das der beste Beweis, dass es sich zuerst um eine Spannung handelt.
Und damit sind auch etliche nachfolgende Schlussfolgerungen falsch.

Richi schrieb: Da genügt es aber, wenn diese Einstrahlungen auf die Innenleiter einfach abgeschirmt werden. Dazu ist keine beidseitige Ableitung nötig, im Gegenteil.

Wenn Du mich zitierst, solltest Du auch den Satz dazu nehmen, wo drin steht, dass es sich hier um Einstreuungen des E-Feldes handelt.
Hier reicht es, wenn man diese E-Einstreuung einseitig ableitet. Das würde auch auf eine Antennenleitung zutreffen, wenn es denn symmetrisch abgeschirmte Anschlüsse an den Geräten und den Antennen gäbe und noch solche Kabel lieferbar wären.

Das sieht man ja schon daran, dass es Antennenkabel mit einer Schirmdämpfung von über 100 dB gibt.

Da hast Du ja ganz vergessen hinzuschreiben, ob es sich um ein symmetrisches oder asymmetrisches Kabel handelt
Das asymmetrische BRAUCHT den Schirm als Rückleitung, daher MUSS er beidseitig aufgelegt sein.

Dennoch kann man bei symmetrischen Verbindungen (wobei dann auch der Eingang und der Ausgang symmetrisch sein muss) durchaus den Schirm einseitig auflegen, um Brummschleifen zu vermeiden. Dies funktioniert aber nur, weil die symmetrische Verbindung schon an sich eine Störempfindlichkeit gegenüber Einstrahlungen und Störeinkopplungen hat.

Man kann nicht nur, das ist der Normalfall. Wobei dann in der Regel an einem Klinkenfeld oder allenfalls an einem Stripsverteiler die Schirmung geerdet wird und beide Geräte, also Quelle und Senke ohne Schirmkontakt betrieben werden. Diese Geräte sind aber als solches mit der Erde verbunden.

Dazu muss ich dann wohl doch noch was schreiben.

richi44 schrieb:

Die magnetische Einstrahlung induziert ja einen Strom (woraus später eine Spannung entstehen kann). Das stimmt nun gar nicht. Du brauchst einen Strom, um ein Magnetfeld zu erzeugen. Das ändernde Magnetfeld induziert aber eine Spannung. Der Strom ist dann die Folge der Spannung. [...]

Hallo Richi,

da hast Du natürlich recht, ein Magnetfeld induziert eine Spannung und keinen Strom.

richi44 schrieb:

[...]Und damit sind auch etliche nachfolgende Schlussfolgerungen falsch.

Die Erklärung ja, das Ergebnis der Schlussfolgerung eigentlich nicht.

Zur Erinnerung, die Diskussion ging ja um die Verwendung eines symmetrischen Kabels bei unsymmetrischen Ein- und Ausgängen, wie z.B. bei dem AudioQuest-Kabel.

Durch das Magnetfeld wird eine Spannung in den beiden Adern induziert. An der einen Ader, die die Gerätemassen verbindet, hängen direkt noch die Geräte dran. Dies wirkt sich wie eine Verlängerung der Ader aus. Bei der anderen Ader ist dies nicht so, denn die ist mit dem Ein- und mit dem Ausgang abgeschlossen. Bei niederfrequenten magnetischen Feldern ist zu mindestens der Eingang als hochohmig zu betrachten. Somit ist hier die effektive Länge, auf die das Magnetfeld wirkt, kürzer. Da die induzierte Spannung von der Länge der Leitung abhängig ist, auf der das Magnetfeld einwirkt, müssen die Spannungen, die in den Aderen induziert werden, unterschiedlich sein. Somit ergibt sich eine Differenzspannung zwischen den Adern.

Richi schrieb:

Da genügt es aber, wenn diese Einstrahlungen auf die Innenleiter einfach abgeschirmt werden. Dazu ist keine beidseitige Ableitung nötig, im Gegenteil. Wenn Du mich zitierst, solltest Du auch den Satz dazu nehmen, wo drin steht, dass es sich hier um Einstreuungen des E-Feldes handelt.

Um einer kapazitiven Einkopplung entgegenzuwirken, wäre das einseitige Auflegen des Schirms o.k.

Du hast doch aber an einem Beispiel konkretisiert, was Du eigentlich gemeint hast:

Richi schrieb in Beitrag #34: Der Schirm ist nötig, um kapazitive Einstrahlungen zu vermeiden. Da genügt es aber, wenn diese Einstrahlungen auf die Innenleiter einfach abgeschirmt werden. Dazu ist keine beidseitige Ableitung nötig, im Gegenteil. Nehmen wir an, das Cinchkabel wäre 75cm lang und wir hätten in der Nähe einen UKW-Sender. Eine Wurfantenne hat eine Länge von 75 cm.

UKW ist eine elektromagnetische Welle, da ist die Einkopplung eben nicht nur kapazitiv.

Bei elektromagnetischen Wellen, ist nun mal der beidseitig aufgelegte Schirm um ein Vielfaches effektiver als der einseitig aufgelegte.

An der Seite, an dem der Schirm nicht angeschlossen ist, hängt doch am Innenleiter noch der Eingang des angeschlossenen Gerätes, der wiederum ist oft über einen Endstörkondensator mit dem Gehäuse verbunden ist. Daher wirkt das gesamte Gerät wie eine Antenne, fängt sich die Störung ein und leitet sie in den Innenleiter weiter. Durch den zweiten Innenleiter, wie beim AudioQuest-Kabel wird der Effekt etwas reduziert aber nicht beseitigt.

Wie in meinem letzten Beitrag geschrieben, ist der einseitig aufgelegte Schirm bei einem symmetrischen Kabel das auch an die entsprechenden Ein/Ausgänge angeschlossen wird, wesentlich unproblematischer. Auf beiden Leitungen wird das gleiche Störsignal erzeugt, so dass im Idealfall die Differenz gleich Null ist und die Störung keine Wirkung zeigt.

Richi schrieb:

Ich schrieb: Das sieht man ja schon daran, dass es Antennenkabel mit einer Schirmdämpfung von über 100 dB gibt. Da hast Du ja ganz vergessen hinzuschreiben, ob es sich um ein symmetrisches oder asymmetrisches Kabel handelt Das asymmetrische BRAUCHT den Schirm als Rückleitung, daher MUSS er beidseitig aufgelegt sein.

Sorry, ich dachte eigentlich, dass dies aus meinem Text hervorging. Es ging doch darum, wenn man eine symmetrisches Kabel, wie das AudioQuest bei unsymmetrischen Ein- und Ausgängen verwendet. In diesem Fall braucht man den Schirm nicht als Rückleiter für das Signal.

Das mit dem 100 dB Kabel sollte doch nur als Beispiel verdeutlichen, welche Schirmdämpfungen man bei beidseitig aufgelegtem Schirm erreichen kann.

Richi schrieb:

Dennoch kann man bei symmetrischen Verbindungen (wobei dann auch der Eingang und der Ausgang symmetrisch sein muss) durchaus den Schirm einseitig auflegen, um Brummschleifen zu vermeiden. Dies funktioniert aber nur, weil die symmetrische Verbindung schon an sich eine Störempfindlichkeit gegenüber Einstrahlungen und Störeinkopplungen hat. Man kann nicht nur, das ist der Normalfall. Wobei dann in der Regel an einem Klinkenfeld oder allenfalls an einem Stripsverteiler die Schirmung geerdet wird und beide Geräte, also Quelle und Senke ohne Schirmkontakt betrieben werden. Diese Geräte sind aber als solches mit der Erde verbunden.

Nun, da hast Du sicherlich mehr praktische Erfahrung als ich. Danke, solche Erfahrungswerte merke ich mir gern, denn man weiß nie, wann man mal darauf zurückgreifen kann.


Viele Grüße

Uwe

@ Fred

Der Störeffekt ist bekanntlich umso stärker, je besser der Abschirmeffekt ist.

Diese Aussage stimmt dann, wenn entweder ein grosser Strom durch die irgendwie gewickelte Abschirmung fliesst oder ein starkes HF-Feld da ist. Dann können durch wechselnde Übergangswiderstände bei Bewegung des Kabels Störgeräusche entstehen. Bei leitendem Kunststoff, der schnell mal ein paar MOhm erreicht, ist dies nicht der Fall. Nur lässt sich diese Abschirmung ohne Mitlaufdraht mit einem normalen Messinstrument meist nicht mehr messen. Aber für die Signalrückleitung muss eine niederohmige Leitung da sein, also der Mitlaufdraht. Uwe hat den Aufbau in Beitrag 40 gezeigt. Wenn also etwas nicht stimmt mit der Verbindung der beiden Cinch-Massen, so ist irgendwo der Litlaufdraht unterbrochen.

@ Uwe

Durch das Magnetfeld wird eine Spannung in den beiden Adern induziert. An der einen Ader, die die Gerätemassen verbindet, hängen direkt noch die Geräte dran. Dies wirkt sich wie eine Verlängerung der Ader aus.

Um das zu begreifen, habe ich eine "zu lange Leitung".
Es geht doch um das Kabel. Und die beiden Adern sind gleich lang. Und somit sind die induzierten Sopannungen gleich gross. Wenn sich jetzt irgendwas auf das Gehäuse induzieren sollte, wie auch immer, hat das mit dem Kabel nichts mehr zu tun. Die Gehäuse-Induktion würde dann einen unabhängigen Brumm im Verstärker erzeugen, der auch besteht, wenn kein Cinchkabel angeschlossen ist. Zwischen den Adern wird sich nie und nimmer eine Differenzspannung einstellen. Da sind Dir irgendwie zwei paar Stiefel durcheinander geraten.

UKW ist eine elektromagnetische Welle, da ist die Einkopplung eben nicht nur kapazitiv.

Dem widerspricht niemand. Aber die magentische Einkopplung, also das M-Feld wird ja auf beiden Leitern gleich induziert, sodass es keine Differenzspannung ergibt. Und das E-Feld gelangt durch die Schirmung nicht an die beiden Leiter. Und wenn auch das noch passieren würde, hätten wir wieder Null Differenz auf den beiden Leitern.

An der Seite, an dem der Schirm nicht angeschlossen ist, hängt doch am Innenleiter noch der Eingang des angeschlossenen Gerätes, der wiederum ist oft über einen Endstörkondensator mit dem Gehäuse verbunden ist. Daher wirkt das gesamte Gerät wie eine Antenne, fängt sich die Störung ein und leitet sie in den Innenleiter weiter. Durch den zweiten Innenleiter, wie beim AudioQuest-Kabel wird der Effekt etwas reduziert aber nicht beseitigt.

Das gesammte Gerät ist eine art Groundplain, das bedeutet, dass sich alles auf diese recht grosse Masse bezieht. Man kann da das Gerät mit einem Faradey'schen Käfig vergleichen. Dass da Störungen auf den Käfig einwirken, hat auf das "Innenleben" keinen Einfluss. Und die Störungen, die noch am Eingang liegen könnten, werden mit besagtem Kondensator auf Masse, also auf den Käfig geleitet.
Wenn es so wäre, wie Du schreibst, gäbe es das Experiment im Deutschen Museum in München mangels lebensmüder Testpersonen schon lange nicht mehr.

Auf beiden Leitungen wird das gleiche Störsignal erzeugt, so dass im Idealfall die Differenz gleich Null ist und die Störung keine Wirkung zeigt.

Das ist ja, was ich sage.
Bei einem richtigen symmetrischen Kabel sind die beiden Leiter verdrillt, was die magnetische Störstrahlungssicherheit verbessert. Das ist hier nicht unbedingt der Fall.

Noch eine Bemerkung am Rande: In einem TV-Studio (wo ich 20 Jahre gearbeitet habe) gibt es eine Unmenge von HF-Störungen, sei es durch Lichtsteueranlagen mit ..zig kW Leistung, sei es durch Mikroportanlagen oder PC oder Aufnahmeleiterfunk usw. Da sind Mikkabel sehr empfindlich. Denn wie bereits erwähnt, können HF-Felder auf dem Schirmgeflecht Spannungen induzieren, die je nach Leitfähigkeit und Kabelkonstruktion mehr oder weniger Funkenbildungen zur Folge haben.
Da ist verständlich, dass man zur Evaluation eines Mikkabels alle Möglichkeiten ausschöpft. So geschehen beim letzten Prozedere vor etwa 15 Jahren.
Dabei war festzustellen, dass ein normales Geflecht bei HF-Einstrahlung extreme Bewegungsgeräusche generiert. Die HF-Signale auf den Innenleitern ist allerdings sehr gering. Da aber beim Mik der Schirm sowohl Bezugspunkt für den Ton als auch für die Mikspeisung ist, muss er beidseitig angeschlossen sein, also am Mischpult und am Mik. Und damit wirken sich die Störspannungen des Schirms (die kurzen Funkenentladungen) sehr unangenehm aus.

Verwendet man ein Kabel mit leitendem Kunststoff als Schirm, ist das "Kratzproblem" des Geflechts weg, dafür ist die Schirmung generell schlechter, sodass teils erhebliche HF-Reste am Mischpult ankommen. Diese HF-Reste können zu hörbaren Kreuzmodulationen mit anderen Störquellen führen, sodass selbst die besten HF-Abblockungen nichts mehr ausrichten können.

Der Sieger der Versuchsreihe war das Kabel, das bereits seit Jahren im Einsatz war. Es handelt sich um einen Schirm aus gewickelten Drähten, wobei zwei Lagen verwendet werden, die gegensinnig gewickelt sind. Die Schirmdichte ist so hoch wie bei einem Geflecht und es sind keine Kratzgeräusche bei Bewegung festzustellen. Es wurde daraufhin von unserem Kabelhersteller neu aufgelegt.

Das bedeutet, dass man eigentlich statt des hier diskutierten Kabels ein solches symmetrisches Kabel mit zweilagig gegenläufig gewickeltem Schirm verwenden könnte (bei starken HF-Störungen) oder ein normales, symmetrisches Kabel. Da könnte man den Schirm einseitig als E-Feld-Schutz anschliessen und die Signal-Hin- und Rückleitung über je eine Ader führen. Damit wäre auch das M-Feld unterdrückt. Und so ein Kabel kostet nicht die Welt.

Hallo Richi,

ich denke, über das Wichtigste sind wir uns ja einig:
- Bei unsymmetrischen Geräteanschlüssen ist ein gut geschirmte Koaxleitung die beste Verbindung
- Bei symmetrischen Anschlüssen und Verbindungen ist es unproblematisch den Schirm auf nur eine Seite aufzulegen.

Daher und weil ich jetzt wirklich wenig Zeit habe (geht heute noch auf die Autobahn), möchte ich nicht detailliert auf Deinen Beitrag eingehen, nur soviel:

In unserem Labor prüfen wir auch, wie sich Geräte verhalten, wenn hochfrequente Störsignale eingekoppelt werden. Hierzu werden amplitudenmodulierte Signal im 100 kHz Bereich bis knapp 100 MHz direkt in die Leitungen eingekoppelt. Eine Erkenntnis dabei ist, dass bei symmetrischen Verbindungen die Störanfälligkeit der Geräte stark von der Symmetrie der Geräteeingänge abhängt.

Ein Cincheingang ist ja unsymmetrisch. Wenn dort ein symmetrisches Kabel, wie das AudioQuest angeschlossen wird, so halte ich dies somit für die störanfälligste Verbindungsart.

So, dass soll’s erst mal gewesen sein. Ich weiß jetzt nicht, ob es noch notwendig ist, auf Dein letztes Post einzugehen. Einerseits wähle ich gerne Zeichnungen als Hilfsmittel für Erklärungen, aber diese sind nun mal aufwendig, andererseits, weiß ich nicht, ob weitere Diskussionen zu den Koppelmechanismen langsam O.T wird.

Falls bei Dir oder einem anderem Forenleser hier Interesse besteht, bitte melden. Dann mache ich es gerne.

Viele Grüße

Uwe

Hallo Richi,

nun muss ich mich doch noch mal kurz zu dem Thema melden.

Gestern bin ich ja ein paar hundert km gemütlich über die Autobahn gefahren. Da war natürlich einige Zeit zum Nachdenken.

Beitrag #34 Richi schrieb:

Über den Sinn einer solchen Anordnung kann ich nur spekulieren. Tatsache ist aber folgendes: Wenn wir eine magnetische Einstrahlung auf das Kabel haben, so werden auf die beiden Innenleiter des Kabels die selben Spannungen induziert. Damit steht am Verstärker keine Differenzspannung aus diesem Magnetfeld am Cinch. Folglich kann es auch nicht brummen. Das könnte man auch mit einer normalen verdrillten Zwillingslitze erreichen. Nur hätten wir dann keinen Schirm.

Dabei ist mir klar geworden, dass Du doch in diesem Punkt recht hast, dass sich bei magnetischer Einkopplung die Spannungen, die in den beiden Leitern induziert werden, gegenseitig aufheben. Dies gilt für niederfrequente magnetische Felder. Wie es bei höherfrequenten aussieht, da bin ich mir nicht sicher. Bei höheren Frequenzen sind wohl auch andere Einkoppelmechanismen entscheidender.

Nichts für ungut. Ich finde solche Diskussionen schon interessant, weil man ja manchmal doch noch etwas dazu lernen kann.

Viele Grüße

Uwe

@ Uwe
Alles klar. Auch ich bin nicht der Papst (und somit unfehlbar)
Wie es bei hohen Frequenzen ist, kann ich auch nicht mit Sicherheit sagen. Prinzipiell gelten die selben Regeln. Nur wird da üblicherweise die kapazitive Einkopplung überwiegen, die wir ja mit dem Schirm abgeblockt haben. Allerdings kann es auf einem in der Länge abgestimmten Schirm zu einer magnetiaschen Induktion kommen, wobei die induzierte Spannung im Schirm, bezw. dessen Anschlusspunkt einen Strom fliessen lässt.
Damit hätten wir wieder eine magnetische Einkopplung als Folge des Schirmstroms und wir hätten auch eine kapazitive Einkopplung von der induzierten Schirmspannung auf die Innenleiter. Nur gilt in jedem Fall, dass bei richtiger Leitungsführung innerhalb des Kabels die Felder zwar vorhanden sind, die Spannungen aber zumindest kein Differenzsignal erzeugen sollten.
Aber eben, so ganz sicher kann man da nie sein. Nicht umsonst sind daher an Studiomixern die Mikeingänge mit HF-Filtern ausgestattet, weil wie erwähnt genug hochfequente Störer da sind.
Gruss
Richi