Geräteverbessung nach dem Ausphasungsprinzip?

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iamajazzfan
Ist häufiger hier

#1 erstellt: 09. Aug 2008, 21:18

Hallo,

bislang dachte ich immer, dass Ausphasen totaler Unsinn ist, aber so langsam fange ich an, daran zu glauben. Warum? Ich habe zuerst mit allen Gerätesteckern so lange herumgetestet, bis ich der Meinung war, dass der Klang am besten ist. Dann wollte ich wissen, was die objektive Messung mit dem Multimeter dazu sagt, aber mein Multimeter hat grundsätzlich nichts angezeigt. Darufhin habe ich mir ein Oszilloskop ausgeliehen, dessen Eingang hochohmig genug ist, um auch die kleinen, auf den Gehäusen liegenenden Spannunge anzuzeigen. Bei jedem der einzelnen Geräte war es so, dass sich die Spannungen zwischen den Gehäusen und dem Schutzkontakt der Steckdose tatsächlich je nach Steckerpolung unterschieden. Noch erstaunlicher fand ich es, dass ich alle Stecker nach meiner subjektiven Klangoptimierung so gesteckt hatte, dass die Spannungen auf dem jeweils kleineren Wert waren. Mein Fazit: das Ausphasen funktioniert wirklich.

Jetzt die eigentliche Frage: Warum soll man sich mit den kleineren Spannungswert zufrieden geben, wenn die Spannung zwischen den Gehäusen und dem Schutzkontakt doch idealerweise eigentlich null sein sollte? Kann ich einzelne Geräte vielleich dadurch optimieren, dass ich durch elektrische oder magnetische Abschirmung des Netzteils die kleinere der zwei Spannungen weiter minimiere. Sollte das gelingen, könnte ich eine weitere Klangverbesserung erwarten? Hat jemand sowas vielleicht mal versucht?

Viele Grüße

Hörbert
Inventar

#2 erstellt: 10. Aug 2008, 07:57

Hallo!

Bei Geräten die nicht nach den Vorgaben der Schutzklasse I konstruiert und Gefertigt wurden (Leitfähiges Metallgehäuse ist mit dem Schutzleiter verbunden, Buchsen und Schalter müssen isoliert eingebaut werden, Netzstecker muß dreipolig sein.) besteht zwischen Schutzleiter und gehaüse keine leitente Verbindung. Was du da mißt ist die Sekundärmasse gegen den Schutzleiter, b.z.w. eine Kapazitive Spannung über die Galvanische Trennung hinweg. Eine kopplung dieser Geräte der Schutzklasse II b.z.w. Schutzklasse III (Schutzkleinspannung) ist eine Verbindung eventuell Leitfähiger Gehäuseteile mit dem Schutzleiter unzulässig da damit die internen Isolierungsmaßnahmen dieser Geräte unterlaufen werden und somit eine Schutzfunktion nicht mehr gewährleistet ist.

MFG Günther

[Beitrag von Hörbert am 10. Aug 2008, 07:58 bearbeitet]

iamajazzfan
Ist häufiger hier

#3 erstellt: 10. Aug 2008, 10:07

Hallo Günther,

danke für die Hinweise! Ein Verbinden der Gehäuse mit dem Schutzleiter fällt also aus. Das wollte ich aber eigentlich auch gar nicht tun. Ich habe mich vielmehr gefragt, ob es durch Abschirmungsmaßnahmen möglich ist, diese Spannung zu verringern und dadurch evtl. einen besseren Klang zu erzielen. Wenn das prinzipiell geht, müsste man allerdings noch wissen, was da gegen was abzuschirmen wäre.

Mit dem Oszilloskop sieht man sehr schön, dass auf dem CD-Player-Gehäuse ein ziemlich rauschartiges Signal liegt. Beim Verstärker ist das Signal um ein Vielfaches größer, und es hat die Form eines verbogenen Sinussignals mit 50 Hz Grundfrequenz. Daraus schliesse ich mal, dass beim CD-Spieler die Einkopplung kapazitiv vom Digitalteil der Elektronik her kommt, während die Einkopplung beim Verstärker wohl eher induktiv ist (zumindest kann ich mir bei den paar pF Kapazität zwischen den Bauteilen kaum vorstellen, dass da ein nennenswertes 50-Hz-Signal kapazitiv eingekoppelt wird).

Angenommen, im Verstärker wäre genug Platz, um den Trafo noch einmal in ein eigenes Gehäuse zu stecken (also zu kapseln), könnte man damit die besagte Spannung verringern und zudem die klanglichen Eigenschaften verbessern? Ist das vielleicht der Grund, warum bei McIntosh und anderen Edelmarken die Transformatoren gekapselt sind? Wenn ja, müsste die Kapselung aus Eisen sein (wegen der magnetischen Eigenschaften), oder würde auch Aluminium gehen?

Viele Grüße

Hörbert
Inventar

#4 erstellt: 10. Aug 2008, 10:16

Hallo!

@iamajazzfan

Du hast mein Posting offenbar nur zur Hälfte verstanden.

Ich habe dir geschrieben das se sich bei dieser Spannung um einen Kapazitiven Effekt handelt. Du mißt Quasi eine Kondensatorplatte gegen den Schutzleiter. Deine Geräte sind vom Netz galvanisch durch deine Transformatoren getrennt. Daß du beim Verstärker ein stärkeres Feld hast liegt am größeren Netzteil. Dein CDP hat wohl ein Schaltnetzteil und du mißt die Schaltfrequenz. Trafokapseln bei HiFi-Geräten sind eigentlich elektrisch gesehen überflüssig, aber sie vermindern die Hörbarkeit des mechanischen Brummens, das ist insbesondere bei großen Endstufen mit potenten M- und Ringkerntransformatoren sinnvoll. Der Kapazitive Effekt tritt im übrigen nicht zwischen deinen Bauteilen sondern zwischen dem Netz und dem galvanisch getrennten Sekundärkreislauf deiner Geräte in Erscheinung. Die Geräte unter sich gleichen ihre Massedifferenzen untereinander uber die Schirmung deiner NF-Kabel aus, dabei fließen schon mal einige Milliampere, das ist auch der einzige Effekt den du durch das sogenante Ausphasen ein wenig vermindern köntest. Ob das Sinnvoll oder sogar notwendig ist steht auf einem anderen Blatt.

MFG Günther

[Beitrag von Hörbert am 10. Aug 2008, 10:27 bearbeitet]

Uwe_Mettmann
Inventar

#5 erstellt: 10. Aug 2008, 10:51

Hallo iamajazzfan,

wenn also das Ausphasen hörbar ist, so muss man sich immer die Frage stellen, warum. Im Normalfall sollte das nämlich nicht der Fall sein.

Die Geräte unter sich gleichen ihre Massedifferenzen untereinander uber die Schirmung deiner NF-Kabel aus, dabei fließen schon mal einige Milliampere, das ist auch der einzige Effekt den du durch das sogenante Ausphasen ein wenig vermindern köntest.

Hier hat Günther schon einen wichtigen Punkt angesprochen, denn leider ist bei vielen NF-Kabeln der Schirm nicht beidseitig an den Steckern angeschlossen oder es ist gar kein Schirm vorhanden. Der Ausgleichstrom kann also nicht über den Schirm fließen sondern das muss über den zweiten Innenleiter erfolgen. Dadurch können die Ausgleichsströme natürlich eher in den Signalweg einkoppeln. Dies gilt natürlich für einen 50 Hz Ausgleichstrom und umso mehr für hochfrequente Anteile eines Schaltnetzteils.

Für Dich bedeutet das also, dass Du schauen musst, warum denn das Ausphasen eine Wirkung hat. Als ersten Schritt solltest Du Dir eine NF-Verkabelung anschauen, ob der Schirm auch beidseitig angeschlossen ist.

Nutzt Du bei Deinen Geräten symmetrische Ein- und Ausgänge (XLR), kann es allerdings sinnvoll oder sogar notwendig sein, dass der Schirm nur einseitig angeschlossen ist, was aber nicht so schlimm ist, weil die symmetrische Verbindungsart prinzipiell unempfindlicher gegenüber Störeinkopplungen ist.

Gruß

Uwe

iamajazzfan
Ist häufiger hier

#6 erstellt: 10. Aug 2008, 11:13

Hallo,

@Günther:

ok, nehmen wir mal an, dass alles kapazitiv. Wenn ja, ist mir nicht klar, warum ein stärkeres Netzteil mehr einkoppeln soll - einfach weil es von den Dimensionen her größer ist und daher die Kapazität auch größer ist? Im Verstärker fließen zwar deutlich größere 50-Hz-Ströme, sowohl primärseitig, als auch sekundärseitig bis zum Gleichrichter, nur die Größe der Ströme sollte einer kapazitiven Einkopplung doch eigentlich egal sein, oder?

Eine kapazitiv begündbare Erklärung wäre für mich, dass die Gleichspannung im Verstärker größeren Schwankungen unterworfen ist, weil die Endstufe einen nicht unerheblichen Ruhestrom zieht und die Siebung nicht perfekt (weil endlich groß) ist. Dann müsste ich wegen der Brückengleichrichtung aber 100Hz auf dem Chassis haben, es sind aber nur 50Hz plus Oberwellen. Das würde doch bedeuten, dass die besagte Kapazität entweder zwischen dem Netzkabel und dem Chassis oder zwischen dem Trafo und dem Chassis besteht, oder?

Viele Grüße

Hörbert
Inventar

#7 erstellt: 10. Aug 2008, 12:40

Hallo!

Selbstverständlich zwischen dem Trafo und dem Gehäuse, (ein Indiz das die Kopplung Kapazitiv und nicht induktiv sein muß besteht darin daß ein Magnetfeld im Eisen-/Stahlblechgehäuse zusammenbrechen müßte und im Wärme umgewandelt würde, da würden nämlich Ströme indzuziert, nicht Spannung.) Der Trafo stellt praktisch eine Platte dar, das Gehäuse die Zweite, die Materialien und die Luft dazwischen bildet den Isolator. Bei einem größerem Trafo hast du natürlich eine größere Kondensatorplatte und die vom Gehäusematerial gebildete zweite Platte liegt zudem näher dran, das ergibt eine größere Kapazität. Eine Kapazitive Wirkung des Netzkabels hingegen halte ich für unmeßbar gering. (Auch dafür gibt es einen Indiz, bei deinem Player gibt es deiner Aussage nach keine 50 Hz Anteile) Im Prinzip mißt du gerade Effekte die auf die Funktion der Gerätschaften keinen Einfluß haben und eigentlich nur bei einer Isolationsprüfung überhaupt interessant sind,

immerhin kannst du dir so ganz sicher sein daß deine Geräte einen korreken Isolationswiderstand aufweisen und somit ihr CE-Siegel zu recht tragen.

MFG Günther

iamajazzfan
Ist häufiger hier

#8 erstellt: 10. Aug 2008, 15:24

Hallo,

ok, ich glaube ich hab's verstanden.

Also, nur aus Interesse, wenn ich jetzt immer noch diese ungewollten Spannungen minimieren möchte, dann würde es mir wohl nur dadurch gelingen, dass ich den Trafo in einen Blechkasten stecke, der dann mit dem Schutzkontakt der Steckdose verbunden wird. Das hiesse dann aber wohl, dass das Gerät keiner Schutzklasse mehr angehören würde, obwohl das eigentliche Geräte-Gehäuse noch immer so isoliert wäre wie zuvor und nicht mit dem Schutzkontakt verbunden wäre. Richtig?

Schöne Grüße

hf500
Moderator

#9 erstellt: 10. Aug 2008, 18:13

Moin,
Hoerbert hat sich etwas ungenau ausgedrueckt, die "schaedliche Kapazitaet" liegt nicht zwischen Trafo und Umgebung, sondern zwischen Primaerwicklung und Kern, bzw Sekundaerwicklung.
Was man beim Ausphasen macht, ist, entweder die innere Wickellage oder die aeussere der Primaewicklung auf Phase zu legen und dabei die unterschiedliche Koppelkapazitaet der Lagen zu ihrer "gegnerischen" Umgebung auszunutzen.
Man koennte den Trafo isoliert montieren, den Kern an den Schutzleiter legen und dann so anschliessen, dass der Phasenanschluss (Heisses Ende) an das innere Ende der Primaerwicklung kommt. Hat der Trafo eine Schirmwicklung, die mit dem Kern verbunden ist, waere das egal.

Bei einem Trafo von 25VA mit Zweikammerwicklung messe ich gerade etwa 140pF zwischen Primaerwicklung und Kern, was bei 50Hz einen kapazitiven Widerstand von ca. 22M Ohm ergibt.
Da kann sich kein nennenswerter Ableitstrom bilden, er liegt bei 10µA und kann auch bei reichlich hochohmigen Kabeln keinen stoerenden Spannungsabfall erzeugen.

Geraete mit Schaltnetzteilen haben relativ grosse Stoerschutzkondensatoren gegen Masse (Gehaeuse), hier kann der Ableitstrom recht grosse Werte annehmen, 1mA wird noch geduldet.

73
Peter

iamajazzfan
Ist häufiger hier

#10 erstellt: 10. Aug 2008, 22:13

Hallo,

@Peter

die Erklärung mit der inneren und der äußeren Primärwicklung ist überzeugend - ich wusste gar nicht, wie die Trafos gewickelt werden...

Leider gibt's bei dem Ringkerntrafo keinen Zugriff auf den Kern, so dass ich den Effekt nicht austesten kann. Isoliert aufgestellt ist er ja.

Da der Klang bei richtiger Ausphasung eigentlich recht gut ist, werde ich wohl im Endeffekt nichts unternehmen. Es bleibt aber noch die Unsicherheit, ob man mit einer geerdeten Trafokapselung nicht noch viel mehr erreichen könnte...

Schöne Grüße