Verkabelung 01

Verkabelung

Für jeden Neuling in der Tontechnik stellt sich gleich zu Anfag das Problem der Verkabelung. Unendlich viele Kabeltypen, dicke, dünne, 2 adrig, 3-adrig, symmetrisch, unsymmetrisch, und dann die vielen Steckernormen … Au Waiah!

Da wollen wir doch mal ein bischen Licht ins Dunkel bringen. Zunächst gibt es bei Audiokabeln 2 unteschiedliche Grundtypen:

  1. unsymmetrische Kabel
  2. symmetrische Kabel.

1. Das unsymmetrische Kabel:

Verkabelung / Kabel unsymmetrisch

Aufbau Kabel unsymmetrisch

Das kennen wir z.B. von userer HiFi-Anlage: die Verbindung zwischen, sagen wir CD-Player und Verstärker. Sie wird mit unsymmetrischen Kabeln hergestellt. Diese Kabel bestehen aus einem Innenleiter aus Kupferlitze, der Tonader mit einer Isolierschicht darum (Innenmantel), einem Drahtgeflecht darum herum (Schirm) und wieder einer Isolierschicht (Außenmantel). Schauen wir uns mal ein Bildchen an:

Die Tonader transportiert das eigentliche Tonsignal (+). Der Schirm wird an Masse angeschlossen (-) und dient gleichzeitig dazu Einstreuungen von außen, z.B. Radiowellen, elektromagnetische Felder, Netzbrummen, etc. abzufangen und auf Masse abzuleiten. So bekommt man ein halbwegs sauberes Signal.

Diese Kabel sind nur für kurze Längen bis zu 5 Metern geeignet! Sonst werden die oben erwähnten Störgeräusche zu laut. Auch sollte der Pegel nicht zu niedrig sein. Daher werden diese Kabeltypen nicht (oder nur selten) für Mikrofone eingesetzt, da diese einen sehr niedrigen Pegel haben. Um solche Signale sauber übertragen zu können bedient man sich eines Tricks und der kommt hier:

2. Das symmetrische Kabel

Hier kommt jetzt eine weitere Tonader (Kupferlitze) dazu. Schauen wir gleich mal auf’s Bild:

Verkabelung / Kabel symmetrisch

Aufbau Kabel symmetrisch

Wir haben nun 2 Tonadern (rot und blau) mit Isolierung (Innenmantel). Darum herum wieder das Drahtgeflecht als Schirm, das auf Masse gelegt wird.

Nun wird durch beide Tonadern das Tonsignal geschickt, aber vorher wird eines um die Zeitachs (X-Achse) gespiegelt. Oft wird gesagt: um 180° in der Phase gedreht. Eigentlich muss man sagen „gespiegelt“, denn das hat nichts mit Phasenverschiebung / -Drehung oder ähnlichem zu tun. Doch dazu später mehr in einem eigenen Beitrag. Am anderen Ende wird im empfangenden Gerät, z.B. einem Mischpulteingang das gespiegelte Signal wieder zurückgedreht und dem Original zugemischt. Und schwupps die Einstreuungen sind verschwunden! Zauberei? Nee, aber ein cooler Trick.

Wie geht das? Erinnern wir uns an den Physikunterricht: Sinusschwingung. So sieht das Ding aus:

Sinusschwingung

Sinusschwingung

 

Wenn wir nun die Phase an der X-Achse spiegeln (um 180° drehen, salopp gesagt), sieht das Ganze so aus:

Sinus invertiert

Sinus invertiert

Nun packen wir beide übereinander (addieren sie also):

Auslöschung

Auslöschung

und wir sehen sie löschen sich gegenseitig aus, da 1 + (-1) = 0 ist. Soweit die Theorie. Nun zum Trick. Wir haben das Kabel mit den 2 Tonadern. In der einen fleißt das Originalsignal (Normallage) und in der anderen das gespiegelte Signal.

Und nun kommt der Dreck von außen: ein Stromkabel, sagen wir streut uns ein Netzbrummen mit 50 Hz ein. Diese 50 hz überlagern jetzt in beiden Tonadern unser Tonsignal, allerdings natürlich in beiden in Normallage. Wenn wir jetzt am anderen Ende des Kabels (im Eingang des Mischpultes) das gespiegelte Signal wieder zurückdrehen, dann „drehen“ also spiegeln wir damit die 50Hz (unsere Einstreuung) in dieser Tonader.

Somit haben wir jetzt:

  • Originalsignal (Normallage) mit 50Hz Einstreuung (Normallage)
  • zurückgedrehtes Signal (jetzt wieder Normallage) mit 50Hz Einstreuung (nun gespiegelt).

Mischen wir jetzt beide Tonadern wieder zusammen, dann löscht sich das Störsignal (die 50Hz) aus und wir haben ein sauberes Tonsignal. Hura!

Durch diesen Trick sind nun Kabellängen bis 100 m problemlos möglich, weswegen alle Mikrofonkabel in Normalfall symmetrisch ausgelegt sind.

Und wie immer gilt: nur für private Zwecke! Keine unerlaubte Weiterverwendung durch Dritte. © 2012 Markus Hausmann.Überarbeitet 2015


Kommentare

Verkabelung 01 — 2 Kommentare

  1. Hallo, fälschlicherweise wird in der Tontechnik auch von einer Phasendrehung (um 180°) gesprochen, wenn die Polarität vertauscht ist (Verpolung). Dies bezeichnet man dann auch als Phasen Invert oder Phasen Revers, was falsch ist. Richtig ist die Polaritätsumkehrung entspricht einer Spiegelung an der Zeitachse.Die richtige Bezeichnung hierfür sollte Verpolung“ oder „Polaritätswechsel“ (pol-rev = Polarity reversal) genannt werden. Das Ganze hat nichts mit Phasenverschiebung zu tun.

    Grüße Jan

    • Hallo Jan, dem kann / muss ich teilweise zustimmen. Grundsätzlich wird in der Tontechnik mit dem Begriff der Phasendrehung / Verschiebung zu lax umgegangen und oft werden sie aus Unkenntnis heraus verwechselt. Mit 180° Phasendrehung wird meist fälschlicherweise eine Spiegelung gemeint, dabei ist es aber nur eine Pasenverschiebung, also eine zeitliche Verschiebung des Signals.
      Andererseits wäre ich mit der kategorischen „Verpolung“ auch nicht ganz zufrieden, da es durchaus eine Reihe von Mischpulten gibt, bei denen der „Phase Rev“.-Schalter tatsächlich hinter dem Eingangsverstärker liegt, wo das Eingangssignal schon wieder unsymmetrisch ist (z.B.: Yamaha PM 3500). Hier findet keine Verpolung, also Vertauschung der Kabel / Anschlüsse mehr statt, sondern eine Spiegelung des Signals (also das, was ursprünglich auf der anderen Seite im Symmetrierverstärker der „negativen“ Seite statt fand). Das gleiche passiert übrigens bei der Mehrzahl der heutigen Digitalkonsolen. Da halt im AD-Wandler. Es ist eben immer besser eine Steuerspannung zu schalten (analog), als das Audiosignal direkt und noch vor dem Eingangsverstärker.
      Fazit: eine Spiegelung beschreibt den Vorgang tatsächlich am besten. Man könnte sich auf den Begriff „Invertierung“ einigen, da er 1. allgemein als „Umkehrung“ übersetzt wird und 2. er in der Elektronik für genau diesen Vorgang (invertierter Eingang am OP-Amp) benutzt wird. Ich werde meinen Artikel Verkabelung-01 dahingehend überarbeiten.
      Gruß
      Markus

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