Frequenzgang für Cinchkabel

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sn4
Ist häufiger hier

#1 erstellt: 25. Mai 2005, 01:33

Einleitung:

Wollte dies eigentlich im moderierten Workshop posten, aber da der Anfang wieder mal nur theoretisch ist und dieses da (verständlicherweise) nicht mehr erwünscht ist, mache ich diesen Thread auf.
Ob theoretische Betrachtungen nun sinnvoll sind oder nicht, soll hier nicht diskutiert werden.

Zum Thema:

Das Cinchkabel zwischen CDP und Verstärker bildet ein RC-Tiefpass. Der Widerstand R setzt sich aus dem Ausgangswiderstand (Ra) des CDP und dem Widerstand des Kabels (Rk) zusammen. Die Kapazität C setzt sich aus der Kabalkapazität (Ck) und der Eingangskapazität des Verstärkers (Cv) zusammen.
R = Ra + Rk
C = Ck + Cv

Sind somit die Werte für R und C bekannt, zeigt der Frequenzgang dieses Systems dessen Auswirkung auf Eingangssignale.

Die Grenzfrequenz fg bezeichnet nun die Frequenz, ab welcher die Signale in erster Näherung gedämpft werden. (in Wirklichkeit ist die Amplitude bei fg bereits um 3 dB gedämpft).

Die Phasenverschiebung beginnt (auch in erster Näherung) eine Dekade vorher, also bei fg/10.

fg = 1/(2*pi*R*C)

Die Abbildung zeigt nun das Verhalten eines RC-Tiefpasses mit einer Grenzfrequenz von einem MHz:

Die interessierende Frequenz von 20 kHz ist dabei die erste gestrichelte Linie nach 10^4.

Abgesehen von einer minimen* Phasenverschiebung um 20 kHz wird das Signal nicht verändert.

Die Kapazität in diesem Beispiel ist ungefähr 796 pF. Bei 10-facher Kapazität (7.96 nF) müssen die Bezeichnungen der x-Achse einfach abgeändert werden. aus 10^4 wird 10^3, aus 10^5 wird 10^4 usw. Bei 7.96 nF wären also die 20 kHz bei der ersten gestrichelten Linie nach 10^5.

Vom Amplitudengang her ist dies immer noch kein Problem, deim Phasengang ergibt sich bei 20 kHz jedoch bereits eine Änderung von etwa -11°.

Zum Praktischen:

Interessant wäre nun, ob die Phasenänderung von -11° bei 20 kHz bereits hörbar ist oder nicht, bzw. ab wann macht sich der Tiefpassfilter hörbar.

Um dies herauszufinden würde sich ein BT hervorragend eignen:

Man nehme 2 gleiche Cinchkabel. Um den Einfluss von etwaigen Störungen zu minimieren, am besten zwei selbstgemachte RG58 oder ähnliche Koaxkabel. Ein Kabel enhält zusätzlich einen Trimmkondensator. Nun werden beide Kabel immer wieder verglichen und der Kondensator stets vergrössert. Sobald die Unterschiede eindeutig erkannt wurden (also zum Beispiel 2 Teilnehmer 100% erreichen) wird die Kapazität des Kondensators gemessen. Sind auch Ra und Ck bekannt (Rk ist wirklich vernachlässigbar) kann somit ein Frequenzgang gezeichnet werden und es wäre ersichtlich, welche Veränderung hörbar ist.

Als Anregung: Bei einer Grenzfrequenz von 20 kHz (zB, gleiches C, R = 10 kOhm) beginnt die Phasenverschiebung schon bei 2 kHz. So etwas ist wahrscheinlich hörbar. Bei fg = 100 kHz beginnt die Phasenverschiebung bei 10 kHz, da wäre ich mir nicht sicher...

Gruss Rico

*bitte keine Diskussion wie minim eine Änderung sein muss, um sie zu hören

[Beitrag von sn4 am 25. Mai 2005, 01:39 bearbeitet]

richi44
Hat sich gelöscht

#2 erstellt: 25. Mai 2005, 11:26

Bei 796 pF und 200 Ohm hast Du bei 20 kHz einen Phasenfehler von 1.146 Grad.
Darüber braucht man sicher mal gar nicht zu diskutieren. Noch weniger über den Pegelabfall von 0,0017 dB.
Eine Ausgangsimpedanz von 2 kOhm ist eigentlich schon jenseits von gut und böse und erst damit käme man auf die 11 Grad und 0,017 dB.
Schauen wir die Sache mal akustisch an:
Die Schallwellenlänge bei 20 kHz ist 17 mm, was einer vollen Welle von 360 Grad entspricht. Bei einer Distanz von 0,54mm hätten wir bereits einen Phasenfehler von 11 Grad. Wenn also ein Signal (Rechteck) übertragen wird, das ein breites Frequenzspektrum hat und unsere Box ist nicht zufällig ein Punktstrahler (den es nicht gibt), so müsste der Hochtöner auf eben die o,5mm genau im Verhältnis zum Mittel-Tieftöner positioniert sein. Und die Weiche dürfte NULL Phasendrehung erzeugen usw.usw....

Du möchtest theoretische Betrachtungen nicht diskutieren. Was aber dann? Wenn Du schon so theoretische Dinge wie die 1,146 Grad Phasendrehung ins Spiel bringst, muss man entweder darauf theoretisch antworten oder gar nichts sagen. Praktisch kannst Du doch die Auswirkung bei 20 kHz gar nicht nachvollziehen. Und man kann nicht fragen, ob 1 oder 11 Grad hörbar sind. Das hängt unter anderem von der Frequenz ab. Bei tieferen Frequenzen könntest Du beispielsweise aus der Phasendifferenz zwischen zwei Kanälen eine Ortung erzeugen. Nur sind 500 Hz hier nicht gefragt.
Du siehst, ohne Theorie ist Deiner Vorgabe schon gar kein Realitätsbezug abzugewinnen.

sn4
Ist häufiger hier

#3 erstellt: 25. Mai 2005, 12:22

@ richi44

In meinem Post bei 200 Ohm und 7.96 nF. Bitte erst genau lesen...

Du möchtest theoretische Betrachtungen nicht diskutieren.

Ach ja?

sn4 schrieb:

Ob theoretische Betrachtungen nun sinnvoll sind oder nicht, soll hier nicht diskutiert werden.

Oder war dies etwa deswegen?

*bitte keine Diskussion wie minim eine Änderung sein muss, um sie zu hören

Dies nur, damit nicht wieder seitenlang lamentiert wird, welch graviernde Auswirkung ein piko dB hier und ein milli Grad da verursachen...

Und man kann nicht fragen, ob 1 oder 11 Grad hörbar sind. Das hängt unter anderem von der Frequenz ab. Bei tieferen Frequenzen könntest Du beispielsweise aus der Phasendifferenz zwischen zwei Kanälen eine Ortung erzeugen. Nur sind 500 Hz hier nicht gefragt.

Also ich poste den Phasengang des Tiefpasses, weiss aber nicht, dass die Phasenänderung frequenzabhängig ist...genau...

Was ist aber bei fg = 20 kHz, ist da eine Auswirkung der Phasendrehung hörbar? Darauf wollte ich hinaus. Bis die Grenzfrequenz jedoch derart tief sinkt, muss entweder der Ausgangswiderstand riesengross sein (10 kOhm bei gleichem C => unrealistisch) oder die Kabelkapazität entsprechend gross sein (Gleiches R, 15.9 nF => langes, langes Kabel => unrealistisch). Also um eine deratige Grenzfrequenz zu erreichen, müssen schon unrelistische Bedingungen vorhanden sein. Und ob dies dann einen hörbaren Einfluss hat, ist auch noch nicht geklärt. Interessant wäre es trotzdem, ob der Einfluss der Phasendrehung erkannt werden kann (zB durch einen BT mit Kopfhörer, um die Frequenzweiche des LS zu umgehen) oder ob erst der Amplitudenabfall sich bemerkbar macht.
Dies alles nur um zeigen, was wirklich nötig ist, um überhaupt im hörbaren Bereich zu liegen. Ich habe dies einfach nicht explizit hingeschrieben, damit die Kabelgläubigen nicht gleich wieder aufschreien. Jeder konnte sich mit dem Frequenzgang selbst ein Bild davon machen und ich habe hier bis jetzt halt noch keinen gesehen, also hab ich ihn gepostet. Dachte, mit dem Frequenzgang könnten einige mehr anfangen, als nur mit den nackten Zahlen.

Du siehst, ohne Theorie ist Deiner Vorgabe schon gar kein Realitätsbezug abzugewinnen.

Meine Vorgabe ist ja nichts anderes als Theorie. Der Realitätsbezug ist durch meinen Vorschlag für den BT gegeben.

Also ehrlich gesagt habe ich das Gefühl, du hast anfangs gedacht, ich will hier was pro Kabelklang unternehmen und ab diesem Punkt hast du mich nur noch missverstanden.

hifiaktiv
Inventar

#4 erstellt: 25. Mai 2005, 17:26

@richi44 hat das wirklich schön dargestellt und errechnet.
Alle Achtung!

@sn4
Es mag ja in der Theorie und am Papier bzw. messtechnisch alles so sein, wie Du es darstellst. Aber es sind "leere Kilometer" sich damit auseinender zu setzen, weil es keinesfalls hörbare Auswirkungen hat.

Gruß
David

berndn
Stammgast

#5 erstellt: 25. Mai 2005, 18:15

In meinem Post bei 200 Ohm und 7.96 nF. Bitte erst genau lesen...

Wer schaltet denn einen Blockkondensator als Tiefpass in die Eingangsstufe.

Habe mal in diversen Schaltplänen nachgeschaut, da sind so zwischen 33-330pF verwendet, die 330pF auch nur bei einem "alten" Gerät (Onkyo TX7840) mit Frequenzgang bis 20kHz.

Gruss

Bernd

sn4
Ist häufiger hier

#6 erstellt: 25. Mai 2005, 18:48

@berndn

Auch zu dir, es handelt sich nur um Beispiele, um zu zeigen, wie gross die Kabelkapazität sein müsste, um Auswirkungen zu haben. Hab das zwar jetzt schon 3 mal erklärt, aber hier wird ja nichts gelesen, sondern nur überflogen...

@ Hifi Aktiv:

Es mag ja in der Theorie und am Papier bzw. messtechnisch alles so sein, wie Du es darstellst. Aber es sind "leere Kilometer" sich damit auseinender zu setzen, weil es keinesfalls hörbare Auswirkungen hat.

Tja, wenn mein vorgeschlagener BT mal gemacht würde (mit Kondensatoren), wüsste man immerhin mal genauer, ab welchem Bereich Veränderungen, die sich im hörbereich (also bis 20 kHz) abspielen, auch wirklich hörbar sind. Im Gegensatz zu den BT's die bis jetzt gemacht wurden, würde dadurch nämlich auch endlich mal was herauskommen. Dann könnte niemand mehr kommen mit "Ja, aber ob solche minimen Veränderungen nun wahrgenommen werden können oder nicht, ist sehr subjektiv und äusserst komplex..."
Testtress sollte auch nicht aufkommen, da es nicht darum geht, etwas Beweisen zu müssen.

Aber gut, ich finde es auch vernünftig wieder einen BT mit 2 Kabeln zu veranstalten, und dann 20 Seiten zu streiten, ob jetzt ein 50:50 Ergebnis gegen den Kabelklang aussagt oder ein Unentschieden bedeutet...

hifiaktiv
Inventar

#7 erstellt: 25. Mai 2005, 20:06

@sn4
Ich verstehe zwar was Du meinst, aber ich verstehe nicht was Du bezweckst!

Natürlich wird ein Parallelkondensator mit relativ hohem Wert (der mit einem normal langen Kabel nicht einmal annähernd erreicht werden kann) die hohen Frequenzen bedämfen und wenn er genug groß ist, sogar im Hörbereich.
Aber was hilft uns das weiter? Es geht ja bei den Blindtests nicht darum, ob Kabel Höhen beschneiden, sondern um die Frage, ob sie überhaupt unterschiedlich klingen.
Ein Cinchkabel mit angenommen 1 Meter Länge wird - egal wie hoch seine Kapazität ist - nie die Hochtonwiedergabe "anknabbern".
Was also willst Du auf diese Art zum Ausdruck bringen?

Gruß
David

sn4
Ist häufiger hier

#8 erstellt: 25. Mai 2005, 20:27

@ Hifi-aktiv:

Das weiss ich ja schon, aber ein Höhenabfall durch die Kapazität ist nun mal technisch die einzige Möglichkeit (abgesehen einer Störung) die überhaupt eine Einfluss auf den Klang haben könnte (eben nur unter extrem unrealistischen Bedingungen). Oder wieso wird denn empfohlen, Koaxkabel (RG 58 usw.) selber zu konfektionieren? Wo ist denn der Unterschied zu den Beipackstrippen? Doch wohl im niedrigeren Kapazitätsbelag. Auch die teuren High-End Kabel sind ja zu einem bestimmten Zweck konstruiert worden...

Ach ja:

Ein Cinchkabel mit angenommen 1 Meter Länge wird - egal wie hoch seine Kapazität ist - nie die Hochtonwiedergabe "anknabbern".

Also entscheidend ist nur die Kapazität, also stimmt diese Behauptung nicht. Klar, ein 1 Meter langes Kabel mit einer genug grossen Kapazität lässt sich bei Cinchkabeln halt nicht finden.

[Beitrag von sn4 am 25. Mai 2005, 20:30 bearbeitet]

hifiaktiv
Inventar

#9 erstellt: 25. Mai 2005, 20:49

@sn4
@richi44 hat uns doch so schön vorgerechnet, dass die kleine Kapazität auch nicht der Grund für unterschiedlichen Klang sein kann.

Die Schlußfolgerung könnte jetzt sein, dass es keinen Kabelklang gibt und das meine ich ohnehin seit 15 Jahren. Schließlich konnte er auch noch nicht glaubhaft nachgewiesen werden. Darüber diskutieren wir doch auch schon sehr lange.

Also, Thema Kapazität ist eigentlich abgehakt. Thema Impedanz und Induktivität sowieso, was könnte es noch sein? Stecker? Kontakt? Ist doch eigentlich auch lächerlich.
Haben wir noch etwas vergessen? Mir fällt da nichts mehr ein.

Das Kabelthema könnte damit ein für allemal beendet sein - wird es aber nicht, weil immer wieder irgendwer aufsteht und sagt: ich höre aber doch Unterschiede - und die ganze Leier beginnt von Vorne. Eigentlich sind wir schon wieder mittendrinn'.

Also:

Kabelklang, die achtunddreissigste. Klappe und ACTION!

Einige der Oscarverdächtigen: pelmazo, scope, geniesser1, tantris, rubicon, dr.matt, Ch_Event, jacob, muckie, pfte, scrooge, uwe_mettmann, hörzone, kawa, ukw, US, duncan_idaho, SpeakerFrank, lia, .gelöscht.......

ES GEHT WIEDER LOOOOS!
(Vielleicht auch nicht, weil schon alle irgendwie genug davon haben).

Gruß
David

[Beitrag von hifiaktiv am 25. Mai 2005, 21:09 bearbeitet]

sn4
Ist häufiger hier

#10 erstellt: 25. Mai 2005, 21:27

@ Hifi-Aktiv:

Der Beitrag (1.Teil) sollte auch nicht für dich und die anderen eben genannten Leute sein sondern für diejenigen, die sich damit noch überhaupt nicht auseinandergesetzt haben. Die Leute bekommen entweder die Aussage, natürlich gibt es den Kabelklang, das hört sogar meine Frau. Oder eben, nein, ein Kabel kann gar keinen Einfluss auf das Signal haben. Und mE sind halt beide Aussagen falsch. Natürlich kann ein Kabel den Klang verändern, aber zB. bei Cinchkabel müssen dabei derartige ungünstige Faktoren zusammenspielen, dass man wirklich sagen kann, die Möglichkeit durch einen Blitz erschlagen zu werden ist höher...

Zum zweiten sieht man beim Frequenzgang, dass wenn überhaupt, zuerst die Höhen betroffen sind. Also wenn da "deutlich lautere Bässe" auf einmal gehört werden, dann müssten die Höhen noch viel viel lauter werden.

Der zweite Teil mit dem BT würde mich einfach interessieren und muss überhaupt nicht auf Kabel bezogen sein. Da würde sich sehr wahrscheinlich herausstellen, dass ein Unterschied einfach viel schneller messbar, als hörbar ist (ist doch auch ein ewiges Streitthema).

.gelöscht.
Stammgast

#11 erstellt: 25. Mai 2005, 21:49

Hallo David

Ist soeben ein Stichwort gefallen?

sn4 hat ja hier wirklich sehr interessante und völlig neue Aspekte ins Spiel gebracht.

Ich habe mir das Ganze sicherheitshalber mal sehr genau quergelesen.
Das hat dann in etwa so ausgesehen:

Betrachtungen setzt sich dieses System dessen Auswirkungen gedämpft 20kHz interessant BT vernachlässigbar 15,9nF.

Also ehrlich gesagt:
Ich hab`s nicht verstanden.

sn4 wird mir sicher erklären, was er damit sagen will.

Aber ich habe irgendwo vor meinem geistigen Auge einen ganz blassen Schimmer, der sich bei näherer Betrachtung als ein geschriebenes Wort herausschält. Warte mal, muß noch geistig scharf stellen, ja jetzt:
KABELKLANG!
Wirklich sehr interessant. Über Kabelklang habe ich mir eigentlich noch nie so richtig Gedanken gemacht.:D

Völlig neue Aspekte, auf die wir 1000e Seiten lang gewartet haben.
Und sicher, wenn wir nun eine Kabelkapazität von sagen wir mal 20000 Mikrofarad annehmen, bei einer Leitungslänge von 2 m, so können wir das natürlich nur dann schaffen, wenn wir zusatzbauteiltechnisch etwas nachgeholfen haben.
Aber Hauptsache anschaulich!

Aber man muß doch wirklich zugeben, daß das Ganze hier ENDLICH so RICHTIG plausibel wird und schlußendlich (nach sagen wir mal 30 Threadseiten) auch den letzten Kabelklanghörer von der technischen Realität überzeugen wird.

In diesem Sinne
WEITER SO!:D

Herzliche Grüße
von
Christian Böckle

hifiaktiv
Inventar

#12 erstellt: 26. Mai 2005, 08:16

Hallo sn4!
Nimm' unseren sarkastischen Humor nicht persönlich, aber wir haben in dieser Sache schon so viel hinter uns, dass wir dazu etwas Auflockerung benötigen.....

Du schreibst:

Da würde sich sehr wahrscheinlich herausstellen, dass ein Unterschied einfach viel schneller messbar, als hörbar ist (ist doch auch ein ewiges Streitthema).

Da bin ich ganz Deiner Meinung. Dass das menschliche Gehör sensibler als Messgeräte sein soll, glaube ich absolut nicht. Ich glaube sogar, dass es extrem umgekehrt ist.

Aber bitte erkläre noch einmal, worauf Du hinaus willst.

Gruß
David

[Beitrag von hifiaktiv am 26. Mai 2005, 08:20 bearbeitet]

richi44
Hat sich gelöscht

#13 erstellt: 26. Mai 2005, 09:30

@ sn4
Die Kapazität in diesem Beispiel ist ungefähr 796 pF. Bei 10-facher Kapazität (7.96 nF) müssen die Bezeichnungen der x-Achse einfach abgeändert werden. aus 10^4 wird 10^3, aus 10^5 wird 10^4 usw. Bei 7.96 nF wären also die 20 kHz bei der ersten gestrichelten Linie nach 10^5.
Stammt nun dieser Satz von Dir oder nicht?
Lies also erstmal das, was DU geschrieben hast.
Richi

richi44
Hat sich gelöscht

#14 erstellt: 26. Mai 2005, 09:50

@ sn4
Und noch was:
Auch wenn es unglaublich klingt, aber mit 16 ging mein Hörvermögen bis 24 kHz. Heute, 45 Jahre später, sind es 10 kHz weniger.
Nimm junge Leute mit Disco-Schaden. Wer hört die 20 kHz noch? Und kann es nicht sein, dass auch die Phasendifferenzen (Differenzen zu wem oder was überhaupt?) durch Gehörschaden oder Alter anders (wenn überhaupt) empfunden werden?
Ich habe mal ein Thema eröffnet, indem ich näheres über das Ohr wissen wollte. Allerdings bin ich da nicht weiter gekommen, weil offensichtlich die Funktion noch nicht vollständig geklärt ist. (http://www.hifi-forum.de/viewthread-8-1444.html) Darum ist es eigentlich müssig darüber zu diskutieren, ob wir Phasenfehler von 1 oder 11 Grad bei 20 kHz feststellen können, wenn wir noch nicht wissen, ob es theoretisch überhaupt möglich ist, solche Fehler generell festzustellen und ob so eine Feststellungsmöglichkeit jedermann gegeben wäre oder nicht (Ich nenne nur das absolute Gehör).
Wenn hier also unrealistische Vorgaben (7,9nF) gemacht werden und wir über etwas diskutieren sollen (Ohr), dessen Funktion nicht 100 %ig geklärt ist, bleibt doch nur die Theoretisiererei und nicht die Praxis.
Wenn wir an Deinem Rechenbeispiel gehörmässig einen Unterschied feststellen, so höchstens, dass die Ausgangsstufe des CDP bei einer grossen kapazitiven Last unstabil werden und deutlich vernehmbar klirren oder gar schwingen kann. Dann hört man sicher eine Veränderung. Aber die hat nichts mit dB und Phase zu tun.

hifiaktiv
Inventar

#15 erstellt: 26. Mai 2005, 20:34

@richi44 schrieb:

Auch wenn es unglaublich klingt, aber mit 16 ging mein Hörvermögen bis 24 kHz. Heute, 45 Jahre später, sind es 10 kHz weniger.

Da bist Du aber noch gut! Davon können Viele in Deinem Alter nur träumen! Aber 24kHz mit 16 ist auch extrem gut.

Gruß
David

Uwe_Mettmann
Inventar

#16 erstellt: 26. Mai 2005, 21:59

Hallo,

nur zur Info, weil hier auch die Kapazität von Kabeln diskutiert wurden.

Für einen anderen Thread habe ich den Wellenwiderstand von einer Cinch-Beipackstrippe gemessen und weil ich schon dabei war auch gleich den Kapazitätsbelag. Er beträgt ca. 250 pF/m.

hifiaktiv schrieb:

Och, zum Thema Kabelklang habe ich doch nur wenige Beiträge verfasst und schon oscarverdächtig, das ehrt mich aber.