Kabelrechner

Hallo,

und hier die (vorläufig ) endgültige Version unseres Kabelrechners, mit maßgeblicher Beteiligung von Uwe_Mettmann und pelmazo, denen ich an dieser Stelle noch einmal meinen ausdrücklichen Dank aussprechen möchte:

Neue Version 1.4 vom 15.06.2007!

Klick mich!

Alles weitere siehe Beitrag #22 hier im Thread!

Dieser Rechner hat seinen Ursprung in einem älteren Thread, in dem es um die Berechnung des Skineffekts im Audiofrequenzbereich ging und der Themenersteller zu sehr unrealistischen Werten kam. Darauf hin habe ich ebenfalls Berechnungen dazu angestellt und eine Excel-Tabelle dazu erstellt, die völlig unkritische Werte ergab. Wie sich dann später herausstellte, hatte der Themenersteller mit einer falschen Formel gearbeitet.

Es gibt eine Untersuchung, in der die errechneten Werte für den Skineffekt Messungen gegenüber gestellt wurden. Diese ergaben, daß die tatsächlichen Werte im Audiobereich (0 - 20.000 Hz) noch einmal deutlich unter den Errechneten lagen und in diesem Bereich eigentlich noch gar nicht existent sind. Das liegt daran, daß die im Audiobereich üblichen Frequenzen und Kabelquerschnitte im "kritischen" Berechnungsbereich liegen, die eigentlich noch eine wesentlich aufwändigere Berechnung erfordern. Meine Berechnung stellt hier darum eigentlich schon eine "Worst-Case" - Berechnung dar, deren Ergebnisse weit über den tatsächlich zu erwartenden Effekten sowohl bei LS-Kabeln als auch (erst recht) bei NF-Kabeln liegen dürfte.

Als Fazit kann man feststellen, daß der Skineffekt im Audiobereich praktisch keine Rolle spielt. Damit ruhte dieses "Projekt" erst einmal.

Da aber immer wieder Fragen zu Kabeln und deren Übertragungseigenschaften im Forum auftauchen, kam mir die Idee, diesen Rechner weiter auszubauen. Dafür setzte ich mich mit Uwe_Mettmann in Verbindung, von dem ich wusste, daß er Berechnungstabellen zu NF-Kabeln (entscheidend hier die Kapazität) erstellt hatte. Diese baute ich dann ebenfalls noch in meine Tabelle ein und zusammen erweiterten wir dann die Tabelle noch um eine Berechnung für LS-Kabel (entscheidend hier die Induktivität). Zur Kontrolle meines Skinrechners setzte ich mich zusätzlich noch mit pelmazo in Verbindung, der ebenfalls einen Rechner hierzu erstellt hatte, um die Ergebnisse zu vergleichen und abzusichern.

Da diese Excel-Tabelle nach und nach "gewachsen" ist, sind die Eingabefelder nicht besonders optimal. Trotzdem sollte sie nach kurzer Eingewöhnung von Jedem handhabbar sein. Excel-Profis können sich ja eventuell in einem weiteren Tabellenblatt noch eine individuelle Eingabemaske "bauen".

Im Download befindet sich des Weiteren folgende von Uwe_Mettmann und mir erstellte Beschreibung mit Stand vom 15.06.2007:

Kabelrechner Mit dem Kabelrechner lassen sich die Übertragungseigenschaften von Lautsprecher- und unsymmetrischen NF-Leitungen (die mit den Cinchsteckern) berechnen. Die Werte werden in die Tabelle Eingaben eingegeben. Die Ergebnisdiagramme sind in den Diagrammen Lautsprecherkabel und Diagrammen NF-Kabel zu finden. Für die Berechnung der Diagramme werden nur die Kabelparameter herangezogen, die einen dominierenden Einfluss haben. Damit man nachvollziehen kann, welche Kabelparameter bestimmend sind, gibt es noch die Diagramme, die den Einfluss der Kabelkapazität und der Kabelinduktivität anzeigen. Darüber hinaus lassen sich selbstverständlich auch symmetrische und "pseudosymmetrische" NF-Kabel berechnen. Sogar die Berechnung von Steckern und Buchsen ist theoretisch möglich. Bei symmetrischer Verbindung wird im entsprechenden Feld "symmetrisch" ausgewählt und die Kapazität Ader / Ader eingegeben. Dies sollte für die meisten Anwendungsfälle passen. Abhängig von den Treiberstufen und der Beschaltung kann sich aber auch noch die Kapazität Ader / Schirm auswirken. Bei "pseudosymmetrischer" Verbindung, also unsymmetrische Übertragung mit symmetrischen Kabeln, sind die Eingaben von der Verschaltung des Kabels abhängig. Bei Kabeln ohne Schirm ist die Ader / Ader Kapazität einzugeben. Hat das Kabel einen ein- oder beidseitig aufgelegten Schirm, erhält man meist mit der Eingabe der Ader / Schirm Kapazität brauchbare Ergebnisse. Leider gilt dies nicht für alle Kabel, daher sollten solche Fälle als Einzelfälle in der Diskussion im entsprechenden Thread im HiFi-Forum abgeklärt werden. Die Darstellung der Diagramme geht nur bis 100 kHz. Dies sollte doch ausreichen, um das Übertragungs-gungsverhalten im NF-Bereich zu beurteilen. Einige Berechnungstabellen sind ausgeblendet. Diese können unter Format -> Blatt -> Einblenden wieder angezeigt werden. Berechnung von Lautsprecherleitungen Zur Berechnung werden der Kabelwiderstand, die Leitungsinduktivität und der Skineffekt herangezogen, wobei bei einer koaxialen Leitung der Skineffekt des Schirms unberücksichtigt bleibt. Die Kabelkapazität hat bei Lautsprecherleitungen einen vernachlässigbaren Einfluss, daher wird sie bei der Berechnung nicht berücksichtigt. Dies kann man anhand der Diagramme Kabelkapazität nachvollziehen. Berechnung von NF-Leitungen Zur Berechnung wird die Kabelkapazität herangezogen, dies in Verbindung mit dem Ausgangswiderstand der Quelle und den Eingangsparameter der Senke (Eingangswiderstand und Eingangskapazität). Die Kabel- induktivität wird vernachlässigt, weil deren Einfluss gering ist. Dies kann mit Hilfe der Diagramme Kabel- induktivität kontrolliert werden. Auch der Einfluss des Skineffektes ist sehr gering, daher kann ein beliebiger Wert für den Leiterquerschnitt eingeben werden, wenn der tatsächliche Querschnitt nicht bekannt ist. Berechnung des Einflusses des Skineffekts Es gibt eine Untersuchung, in der die errechneten Werte für den Skineffekt Messungen gegenüber gestellt wurden. Diese ergaben, dass die tatsächlichen Werte im Audiobereich (0 - 20.000 Hz) noch einmal deutlich unter den Errechneten lagen und in diesem Bereich eigentlich noch gar nicht existent sind. Das liegt daran, dass die im Audiobereich üblichen Frequenzen und Kabelquerschnitte im "kritischen" Berechnungsbereich liegen, die eigentlich noch eine wesentlich aufwändigere Berechnung erfordern. Der Kabelrechner führt darum eigentlich schon eine "Worst-Case" - Berechnung durch, deren Ergebnisse weit über den tatsächlich zu erwartenden Effekten sowohl bei LS-Kabeln als auch (erst recht) bei NF-Kabeln liegen dürfte. Der Einfluss des Skineffektes wird in den Diagrammen zu den Lautsprecherleitungen und den NF-Leitungen dargestellt. Berechung des Einflusses der Kabelkapazität Die Kabelkapazität ergibt in Verbindung mit dem Ausgangswiderstand der Quelle einen Tiefpass. Dies wird berechnet. Weil der Eingangswiderstand der Senke deutlich höher ist als der Ausgangswiderstand der Quelle, wird der Eingangswiderstand nicht berücksichtigt. Auch die Eingangskapazität der Senke bleibt unberücksichtigt. Berechnung des Einflusses der Kabelinduktivität Die Kabelinduktivität ergibt in Verbindung mit dem Eingangswiderstand der Senke einen Tiefpass. Skineffekt und Leitungswiderstand werden nicht berücksichtigt.

Alles weitere wird im Rechner selbst mit einer "Kurzanleitung" und entsprechenden Kommentaren in den Eingabefeldern beschrieben.

Desweiteren hier noch ein schöner Link, um die elektrischen Werte von Zwillingslitzen über ihren Aufbau zu ermitteln (Danke an KSTR):

Java-Applet für normale Stegleitung

Grüsse aus OWL

kp

Hallo, die seite gibt es nicht mehr (