Schutzerde und Signalmasse
Verfasst: 28.06.2016, 00:38
Liebe Freunde der soliden Stromversorgung,
zum Thema Schutzerde, (Signal-)Masseführung in der Audiokette, Verbesserungsoptionen durch Steckerleisten sowie HF-Filter haben wir schon viel diskutiert und spekuliert, getestet und z.T. auch investiert. In der letzten Zeit bin ich über einen Artikel von pelmazo gestolpert, der – natürlich im Rahmen einer Streiterwiderung in diesem Fall auf Hrn. Strassner – viele dieser Aspekte aus recht technischer Sicht beleuchtet.
Nun schätze ich pelmazo persönlich nicht besonders, vor allem wegen seiner Art, andere niederzumachen. Andererseits geht es um die Sache – worum sonst? Und da scheint er solide Sachkenntnis zu besitzen. Also habe ich für mich einigen Gewinn aus der Darstellung ziehen können. Ich habe die für mich wichtigen Punkte auf meine Weise herausgeschrieben. Interpretationen und Beispiele sind von mir bzw. in Diskussionen mit anderen entstanden. Ich will Euch meine Notizen dazu mitteilen.*)
Über eine Diskussion zu dieser grundlegenden Thematik würde ich mich freuen.
Einführung: Wie war das früher? Wenn ich an die Stereoanlage meines Vaters aus fünf Einzelkomponenten (Vollverstärker, Tuner, Kassettendeck, Plattenspieler, Tonbandgerät - Passiv-LS klar, aber die zählen in diesem Fall nicht ) denke, dann hatten alle Geräte ihre Stromversorgungen ohne Schutzleiteranschluss und alle hatten Masseverbindung über die unsymmetrischen Audiokabel. Es gab also keine Brummschleifen. Einzig der Antennenanschluss von außen konnte hier Probleme machen, aber wenn es keine andere Erdung gab, dann nahm man den Antennenschirm als Erdungspunkt und alles war gut.
1. Punkt*): Bei Geräten mit Schutzleiteranschluss ist symmetrische Signalverbindung vor asymmetrischer zu bevorzugen.
Wenn nun Geräte ins Spiel kommen, die einen Schutzleiteranschluss besitzen und diesen auch zur Erdung der Signalmasse nutzen, dann kann es zu Brummschleifen kommen. Insbesondere wenn die Audioverbindungen weiterhin asymmetrisch sind.
Der Vorteil der symmetrischen Verbindung scheint darin zu liegen, dass auf der Signalmasse kein nennenswerter Strom fließt, sofern es sich um gut gemachte und „echte“ symmetrische Schaltungen handelt. Das sollte dann zur Folge haben, dass bei Geräten mit Schutzleiter kein nennenswerter Signalstrom zur Schutzerde fließen kann.
2. Punkt: Wenn man es – vor allem bei asymmetrischen Verbindungen – mit einer Brummschleife zu tun hat, dann kommt es darauf an, den Strom durch die Massen der Audioleitungen zu minimieren, um den Spannungsabfall (also die Differenzspannung) zu minimieren.
Bei asymmetrischen Verbindungen gibt es zwei Arten von Strömen auf der Signalmasse. Zum einen den erwünschten Signalstrom und um anderen den unerwünschten, in einer Brummschleife induzierten Strom. Letzteren könnte man dadurch minimieren, indem man den Widerstand in der Schleife auf 0 Ohm bringen würde. Das kann etwa durch hochwertige(re) Signalkabel geschehen. Ideal wären Supraleiter – aber das hat von Euch (noch) keiner als Signalkabel, oder? Die bessere Lösung scheint daher zu sein:
Punkt 3: Die andere Möglichkeit besteht in der Auftrennung der Brummschleife. Z.B. durch galvanische Trennung.
Divide et impera! Auftrennen ist gut. Kommt eine Antennenleitung ins Spiel, so kann die Auftrennung über einen Mantelstromfilter erfolgen. Bei einer Netzwerkverbindung könnte die Auftrennung durch eine WLAN-Strecke, durch nicht geschirmte CAT-Kabel (mit Einschränkungen) oder eine Glasfaserstrecke erfolgen.
Punkt 4: Je mehr Audiokomponenten miteinander verbunden werden, umso ungünstiger können die Auswirkungen sein.
Klar, je komplexer die Kette wird, umso unübersichtlicher die Auswirkungen. Denken wir an Punkt 2: Wir müssen schließlich verstehen, wie die einzelnen Audiokomponenten die Signalmasse behandeln. Wer die Tendenz hat, viele Funktionen in unterschiedliche Einzelkomponenten mit jeweils eigenen Netzteilen zu verorten, handelt sich Störströme ein, die er ggf. nicht mehr so leicht überblickt.
Beispiel: Bei mehreren Geräten, von denen nur eines geerdet ist, können sich trotzdem Brummschleifen bilden. Diese treten immer auf, wenn es mehrere Masse-Verbindungen der Geräte untereinander gibt, die eine nennenswerte Fläche aufspannen. Liegen sie dagegen dicht beieinander, bleibt die Brummschleife klein.
Eine persönliche Erfahrung: Auch meine Audio-Kette ist zunehmend komplexer geworden. Ich verwende allerdings – soweit wie möglich – symmetrische Verbindungen und ich erde die Signalmasse an mehreren Stellen (Groundlift), verfolge also ein 0-Ohm-Prinzip, soweit möglich. Ich hatte auch schon sehr aufwändige und wertvolle Stromkabel zu Besuch. Allerdings konnte ich beim besten Willen keine Veränderung / Verbesserung der Klangqualität wahrnehmen. Weder an den – durchaus hungrigen – Lautsprechern noch an meinen Quellen.
Fazit: Ob es dann, wenn alle diese Überlegungen durchdrungen und alle Hausaufgaben gemacht sind, am Ende noch einer High-End Stromleiste bedarf? Ob es dann noch hörbare Unterschiede zwischen technisch soliden und technisch soliden aber high-endig wertvollen Stromkabeln auszumachen sein werden?
Ich stelle das mal als Fragen in die Runde.
Viele Grüße
Harald
*) Der besseren Lesbarkeit halber habe ich einge der Aussagen von pelmazo als Regeln dargestellt und dabei mehr oder weniger lässig zitiert. Wer den Wortlaut genau und im Gesamtzusammenhang nachvollziehen möchte, sei auf das Original verwiesen.
zum Thema Schutzerde, (Signal-)Masseführung in der Audiokette, Verbesserungsoptionen durch Steckerleisten sowie HF-Filter haben wir schon viel diskutiert und spekuliert, getestet und z.T. auch investiert. In der letzten Zeit bin ich über einen Artikel von pelmazo gestolpert, der – natürlich im Rahmen einer Streiterwiderung in diesem Fall auf Hrn. Strassner – viele dieser Aspekte aus recht technischer Sicht beleuchtet.
Nun schätze ich pelmazo persönlich nicht besonders, vor allem wegen seiner Art, andere niederzumachen. Andererseits geht es um die Sache – worum sonst? Und da scheint er solide Sachkenntnis zu besitzen. Also habe ich für mich einigen Gewinn aus der Darstellung ziehen können. Ich habe die für mich wichtigen Punkte auf meine Weise herausgeschrieben. Interpretationen und Beispiele sind von mir bzw. in Diskussionen mit anderen entstanden. Ich will Euch meine Notizen dazu mitteilen.*)
Über eine Diskussion zu dieser grundlegenden Thematik würde ich mich freuen.
Einführung: Wie war das früher? Wenn ich an die Stereoanlage meines Vaters aus fünf Einzelkomponenten (Vollverstärker, Tuner, Kassettendeck, Plattenspieler, Tonbandgerät - Passiv-LS klar, aber die zählen in diesem Fall nicht ) denke, dann hatten alle Geräte ihre Stromversorgungen ohne Schutzleiteranschluss und alle hatten Masseverbindung über die unsymmetrischen Audiokabel. Es gab also keine Brummschleifen. Einzig der Antennenanschluss von außen konnte hier Probleme machen, aber wenn es keine andere Erdung gab, dann nahm man den Antennenschirm als Erdungspunkt und alles war gut.
1. Punkt*): Bei Geräten mit Schutzleiteranschluss ist symmetrische Signalverbindung vor asymmetrischer zu bevorzugen.
Wenn nun Geräte ins Spiel kommen, die einen Schutzleiteranschluss besitzen und diesen auch zur Erdung der Signalmasse nutzen, dann kann es zu Brummschleifen kommen. Insbesondere wenn die Audioverbindungen weiterhin asymmetrisch sind.
Der Vorteil der symmetrischen Verbindung scheint darin zu liegen, dass auf der Signalmasse kein nennenswerter Strom fließt, sofern es sich um gut gemachte und „echte“ symmetrische Schaltungen handelt. Das sollte dann zur Folge haben, dass bei Geräten mit Schutzleiter kein nennenswerter Signalstrom zur Schutzerde fließen kann.
2. Punkt: Wenn man es – vor allem bei asymmetrischen Verbindungen – mit einer Brummschleife zu tun hat, dann kommt es darauf an, den Strom durch die Massen der Audioleitungen zu minimieren, um den Spannungsabfall (also die Differenzspannung) zu minimieren.
Bei asymmetrischen Verbindungen gibt es zwei Arten von Strömen auf der Signalmasse. Zum einen den erwünschten Signalstrom und um anderen den unerwünschten, in einer Brummschleife induzierten Strom. Letzteren könnte man dadurch minimieren, indem man den Widerstand in der Schleife auf 0 Ohm bringen würde. Das kann etwa durch hochwertige(re) Signalkabel geschehen. Ideal wären Supraleiter – aber das hat von Euch (noch) keiner als Signalkabel, oder? Die bessere Lösung scheint daher zu sein:
Punkt 3: Die andere Möglichkeit besteht in der Auftrennung der Brummschleife. Z.B. durch galvanische Trennung.
Divide et impera! Auftrennen ist gut. Kommt eine Antennenleitung ins Spiel, so kann die Auftrennung über einen Mantelstromfilter erfolgen. Bei einer Netzwerkverbindung könnte die Auftrennung durch eine WLAN-Strecke, durch nicht geschirmte CAT-Kabel (mit Einschränkungen) oder eine Glasfaserstrecke erfolgen.
Punkt 4: Je mehr Audiokomponenten miteinander verbunden werden, umso ungünstiger können die Auswirkungen sein.
Klar, je komplexer die Kette wird, umso unübersichtlicher die Auswirkungen. Denken wir an Punkt 2: Wir müssen schließlich verstehen, wie die einzelnen Audiokomponenten die Signalmasse behandeln. Wer die Tendenz hat, viele Funktionen in unterschiedliche Einzelkomponenten mit jeweils eigenen Netzteilen zu verorten, handelt sich Störströme ein, die er ggf. nicht mehr so leicht überblickt.
Beispiel: Bei mehreren Geräten, von denen nur eines geerdet ist, können sich trotzdem Brummschleifen bilden. Diese treten immer auf, wenn es mehrere Masse-Verbindungen der Geräte untereinander gibt, die eine nennenswerte Fläche aufspannen. Liegen sie dagegen dicht beieinander, bleibt die Brummschleife klein.
Eine persönliche Erfahrung: Auch meine Audio-Kette ist zunehmend komplexer geworden. Ich verwende allerdings – soweit wie möglich – symmetrische Verbindungen und ich erde die Signalmasse an mehreren Stellen (Groundlift), verfolge also ein 0-Ohm-Prinzip, soweit möglich. Ich hatte auch schon sehr aufwändige und wertvolle Stromkabel zu Besuch. Allerdings konnte ich beim besten Willen keine Veränderung / Verbesserung der Klangqualität wahrnehmen. Weder an den – durchaus hungrigen – Lautsprechern noch an meinen Quellen.
Fazit: Ob es dann, wenn alle diese Überlegungen durchdrungen und alle Hausaufgaben gemacht sind, am Ende noch einer High-End Stromleiste bedarf? Ob es dann noch hörbare Unterschiede zwischen technisch soliden und technisch soliden aber high-endig wertvollen Stromkabeln auszumachen sein werden?
Ich stelle das mal als Fragen in die Runde.
Viele Grüße
Harald
*) Der besseren Lesbarkeit halber habe ich einge der Aussagen von pelmazo als Regeln dargestellt und dabei mehr oder weniger lässig zitiert. Wer den Wortlaut genau und im Gesamtzusammenhang nachvollziehen möchte, sei auf das Original verwiesen.