Wellenwiderstand

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pelmazo
Hat sich gelöscht

#1 erstellt: 05. Mai 2005, 17:01

Wenn man bei einem Kabel (meist Koaxialkabel) davon spricht, es sei ein 50 Ohm oder 75 Ohm Kabel, dann ist damit der Wellenwiderstand des Kabels gemeint. Den kann man nicht mit dem Ohmmeter messen, weil er nur bei Wechselstrom hoher Frequenz in Erscheinung tritt, und ein Ohmmeter typischerweise mit Gleichstrom mißt. Der Wellenwiderstand ist auch nicht von der Länge des Kabels abhängig, im Gegensatz zu seinem Längswiderstand.

Wie kommt das zustande?

Bei Gleichstrom fließt in einem Koaxialkabel der Strom im Innenleiter in eine Richtung und im Schirm in die entgegengesetzte Richtung. Relevant ist hier nur der ohmsche Widerstand der beiden Leiter (der Innenleiter hat üblicherweise einen höheren Widerstand als der Schirm). Diese Widerstände wachsen proportional zur Kabellänge. Ein Kabel mit 1m Länge hat also doppelt so viel Widerstand als eins mit 50cm Länge. Diesen Widerstand kann man mit einem Ohmmeter messen, vorausgesetzt es hat einen geeigneten Meßbereich für die hierbei auftretenden niedrigen Widerstände (normalerweise unterhalb von 1 Ohm).

Bei Wechselstrom mit hoher Frequenz (z.B. Radiofrequenzen) ist die Lage anders. Hier kommt die Signalgeschwindigkeit im Kabel ins Spiel. Die ist praktisch gleich der Lichtgeschwindigkeit, wenn zwischen Innenleiter und Schirm Luft oder Vakuum als Isolator ist. Das ist unpraktisch, in der Praxis nimmt man dafür einen Kunststoff, und dessen Eigenschaften sorgen für eine Verlangsamung der Signalausbreitung. Typische Koaxkabel haben eine Signalgeschwindigkeit von etwa 2/3 Lichtgeschwindigkeit.

Zur anschaulichen Beschreibung des Effekts gehen wir mal davon aus, daß nicht ein Sinussignal einer bestimmten Frequenz, sondern ein Impuls mit unendlich steilen Flanken im Kabel übertragen werden soll. So etwas gibt's nicht wirklich, aber das hier ist ein idealisiertes Gedankenexperiment. Der Impuls soll mit einer ansteigenden Flanke beginnen, und nach einiger Zeit mit einer fallenden Flanke auf den vorherigen Wert zurückkehren.

Wenn wir diesen Impuls ins Kabel schicken, dann wird also die ansteigende Flanke mit einem Tempo von 2/3 Lichtgeschwindigkeit durch's Kabel rasen und schließlich am anderen Ende ankommen. Die Elektronik, die den Impuls erzeugt, also der Ausgang an welchen das Kabel angeschlossen ist, merkt während dieser Zeit nichts davon, was am anderen Ende des Kabels passiert. Der Widerstand, den der Ausgang "sieht", hängt also zuerst nur vom Kabel selber ab. Erst wenn der Impuls am anderen Ende angekommen ist tritt er in Wechselwirkung mit dem Empfänger am Kabelende, und der Effekt kann darin bestehen (bei "Fehlanpassung"), daß ein Teil der Impulsenergie ins Kabel reflektiert wird. Das bedeutet, daß eine weitere Flanke zurück durch das Kabel zum sendenden Gerät läuft, wieder mit 2/3 Lichtgeschwindigkeit. Erst wenn dieser reflektierte Impuls am Sender ankommt, merkt dieser etwas von den Eigenschaften des empfangenden Gerätes.

Die Lichtgeschwindigkeit beträgt etwa 300000km/s, also umgerechnet 30cm/ns. Zwei Drittel davon sind 20cm/ns. Bei einem Kabel von 1m Länge dauert es also etwa 10ns bis ein Ausgang die Reflexion einer ausgesandten Impulsflanke "sieht". Während dieser 10ns ist es ausschließlich das Kabel selber, welches den Ausgang belastet. Der sich während dieser kurzen Zeit ergebende Lastwiderstand ist der Wellenwiderstand. Er ergibt sich aus der Geometrie des Kabels und den verwendeten Materialien.

Genauer gesagt ergibt sich der Wellenwiderstand aus dem Verhältnis der Leitungsinduktivität und der Kapazität zwischen Innenleiter und Schirm. Diese sind beide über die Kabellänge verteilt, das Verhältnis ist dabei von der Länge unabhängig, weswegen auch der Wellenwiderstand von der Länge unabhängig ist.

Reflexionen entstehen bei Fehlanpassung des Empfängers, das heißt wenn sein Eingangswiderstand nicht dem Wellenwiderstand des Kabels entspricht. Bei Gleichheit beider Widerstände sieht der Eingang des Empfängers am Kabelende für den herankommenden Impuls wie eine perfekte Fortsetzung des Kabels aus, und nichts wird reflektiert. Je größer der Unterschied, desto mehr der Impulsenergie wird zurückgeschickt. In den beiden Extremfällen des offenen Kabelendes (unendlicher Eingangswiderstand) oder des kurzgeschlossenen Kabelendes (Eingangswiderstand null) wird alle Energie reflektiert. In diesen Fällen kommt also der Impuls in voller Höhe (abzüglich der Kabelverluste) zurück.

Auch der Senderausgang sollte korrekt angepaßt sein. Wenn sein Ausgangswiderstand nicht dem Wellenwiderstand des Kabels entspricht, dann wird ein zurückkommendes reflektiertes Signal erneut reflektiert und läuft wieder zum Empfänger hin. Im Extremfall kann die Impulsflanke also mehrfach im Kabel hin-und herlaufen, wenn beide Enden fehlangepaßt sind.

Diese Effekte kann man übrigens dazu ausnutzen, um Fehler im Kabel zu finden. Das ist besonders nützlich, wenn die Kabel schwer zugänglich sind, z.B. in der Erde vergraben. Man sendet dazu einen steilen Impuls ins Kabel und wartet auf Reflexionen. Die Zeit, die verstreicht bis die Reflexion an der Einspeisestelle ankommt ist ein Maß dafür, wie weit der Defekt entfernt ist. Man kann dann z.B. den Bagger an die richtige Stelle dirigieren. Dieses Verfahren heißt TDR (Time Domain Reflectometry - Zeitbereichs-Reflektometrie).

Im obigen Beispiel mit den 10ns im 1m-Kabel wird klar, daß die Flankensteilheit des Impulses so groß sein muß, daß die ganze Flanke in weniger als 10ns durchlaufen werden muß, weil sonst die Reflexion schon während des Ansteigens eintrifft. Je langsamer die Flanke ist, desto weniger kann man Originalflanke und Reflexion auseinanderhalten. Wenn wir also Signale von so geringer Flankensteilheit haben, daß die Verzögerung im Kabel demgegenüber kurz genug ist, dann kann man den Effekt vernachlässigen, und der Wellenwiderstand spielt keine Rolle mehr. Also: Der Wellenwiderstand spielt umso eher eine Rolle je länger das Kabel ist und je steiler die Flanken sind.

Die Steilheit der Flanken hat nach der Signaltheorie (Fourier) eine direkte Beziehung zu den Signalfrequenzen. Man kann diese Betrachtungen also auch mit Sinussignalen einer entsprechenden Frequenz machen. Das ist vielleicht nicht mehr ganz so anschaulich, aber man kann sich vielleicht noch vorstellen, daß durch Fehlanpassungen an den Kabelenden sich stehende Wellen ergeben können. Die niedrigste Frequenz solcher stehenden Wellen ergibt sich wiederum aus der Kabellänge. Bei Kurzschluß an beiden Enden ergibt sich z.B. eine Halbwelle im Kabel, die Frequenz liegt also in unserem 1m-Kabel bei 100MHz.

Man sieht also daß ziemlich hohe Frequenzen im Spiel sein müssen, wenigstens solange die Kabel nicht sehr lang werden. Man redet als "Daumenregel" von einem "elektrisch kurzen" Kabel wenn das Kabel kürzer als 1/10 der Wellenlänge der höchsten übertragenen Frequenz ist. Bei diesen Verhältnissen kann man Welleneffekte - und folglich auch den Wellenwiderstand und damit zusammenhängende Fehlanpassungen - in aller Regel vernachlässigen. Wenn man das auf die Audiotechnik überträgt, wo ja die höchste Frequenz in der Regel mit 20kHz angenommen wird, heißt das daß ein Kabel erst jenseits von 1km Länge nicht mehr als elektrisch kurz angenommen werden kann. Wer lieber mit 100kHz Bandbreite rechnet kommt immer noch auf 200m Kabellänge ohne daß man sich um Reflexionen oder stehende Wellen Sorgen machen müßte.

Audioverbindungen sind daher eigentlich immer fehlangepaßt, und die Kabel haben auch in aller Regel keinen definierten Wellenwiderstand. Die Frequenzen sind einfach zu niedrig als daß das eine Rolle spielen würde. Erst bei Videosignalen oder bei digitalen Audiosignalen treten Frequenzen auf, die hoch genug sind um in den "interessanten" Bereich hineinzureichen. Und auch da sind im Heim-Bereich die Kabel normalerweise kurz genug um keine Probleme aufkommen zu lassen.

Bevor sich also jemand von den Angaben über Wellenwiderstände irre machen läßt sollte er kurz überlegen, um welche Signalfrequenzen und Kabellängen es geht, ob also überhaupt unter den gegebenen Umständen ein Problem zu erwarten ist.

[Beitrag von pelmazo am 06. Mai 2005, 00:51 bearbeitet]

Uwe_Mettmann
Inventar

#2 erstellt: 05. Mai 2005, 18:15

Hallo,

@pelmazo
Das ist mal wieder ein toller gut erklärter Beitrag.

Bevor sich also jemand von den Angaben über Wellenwiderstände irre machen läßt sollte er kurz überlegen, um welche Signalfrequenzen und Kabellängen es geht, ob also überhaupt unter den gegebenen Umständen ein Problem zu erwarten ist.

@Alle
Nicht unerwähnt bleiben sollte die Tatsache, dass die für Leitungen angegebenen Wellenwiderstände nur für hohe Frequenzen gelten, die weit oberhalb des Audiobereichs liegen.

Für tiefer Frequenzen ist der Wellenwiderstand komplex und von der Frequenz abhängig, denn eine Leitung verhält sich in diesem Frequenzbereich wie viele in Reihe geschaltete RC-Glieder. Weil die im Audiobereich verwendeten Leitungen kurz sind, kommt nur der kapazitive Anteil zur Wirkung, der ja dann auch manchmal für Leitungen in den technischen Daten angegeben ist. Wie der Kapazitätsbelag den Frequenz-Übertragungsbereich eines Cinchkabels beeinflusst, könnt Ihr z.B. in dem Thread

Cinchkabel konfektionieren - RG 142 nachlesen.

Viele Grüße

Uwe

Poison_Nuke
Inventar

#3 erstellt: 05. Mai 2005, 23:46

Danke für diese Aufklärung.

Aber wie ist es denn nun bei Coaxialen Kabeln. Diese arbeiten ja im Bereich bis 10Mhz, wenn ich mich nicht irre. Und wenn man nun mal ein CoaxialKabel mit einer Länge von 10m verwendet, dann dürfte dieses sicherlich nicht mehr als elektrisch kurz gelten, oder?

pelmazo
Hat sich gelöscht

#4 erstellt: 06. Mai 2005, 00:55

Poison_Nuke schrieb:

Aber wie ist es denn nun bei Coaxialen Kabeln. Diese arbeiten ja im Bereich bis 10Mhz, wenn ich mich nicht irre.

Sie arbeiten je nach Typ bis in den Bereich um 10GHz

Und wenn man nun mal ein CoaxialKabel mit einer Länge von 10m verwendet, dann dürfte dieses sicherlich nicht mehr als elektrisch kurz gelten, oder?

Je nach Maximalfrequenz, wie erläutert. 10m Kabel sind elektrisch kurz bis hinauf zu etwa 2MHz Signalfrequenz.

cr
Inventar

#5 erstellt: 06. Mai 2005, 01:27

Demnach könnte man Audio-Digitalsignale (<5 MHz) unbesorgt mit x-beliebigen Kabeln (normalen Cinch-Kabeln) bis 4m übertragen (warum redet man immer von 1,5-2m maximal)

pelmazo
Hat sich gelöscht

#6 erstellt: 06. Mai 2005, 12:00

cr schrieb:

Demnach könnte man Audio-Digitalsignale (<5 MHz) unbesorgt mit x-beliebigen Kabeln (normalen Cinch-Kabeln) bis 4m übertragen (warum redet man immer von 1,5-2m maximal)

Wenn die Bandbreite auf 5MHz begrenzt ist hast Du recht. Digital-Audio ist in der Praxis aber wegen der impulsartigen Signalform mit Oberwellen behaftet, die jenseits von 5MHz liegen und in der Regel von Sender und Empfänger auch nicht herausgefiltert werden.

Man könnte die Oberwellen herausfiltern, ohne daß es zu einer Veränderung der übertragenen Daten käme, dann würden die Signalformen auf dem Oszilloskop etwas "runder" aussehen. Es gibt aber zumindest den Verdacht daß sich dadurch die Jitterwerte verschlechtern könnten. Bei manchen Empfängern kann das klangliche Auswirkungen haben.

Ich würde sagen, wenn man in den Geräten selbst den Aufwand betreiben würde, die Oberwellen herauszufiltern, und zudem eine gute Jitterunterdrückung im Empfänger vorsehen würde, dann wäre der Einsatz von x-beliebigen Kabeln bis etwa 5m Länge möglich. Bei real existierenden Geräten tut man wohl gut daran die Kabel deutlich kürzer zu halten. Oder noch besser: Man nimmt 75Ohm-Koaxkabel. Das ist auch nicht teurer und macht bestimmt keine Probleme auch bei 10m Kabellänge.

pelmazo
Hat sich gelöscht

#7 erstellt: 06. Mai 2005, 18:51

Hier noch zwei Schnappschüsse zum Thema Reflexionen.

Das erste Photo zeigt ein Oszilloskop mit einem kleinen Selbstbau-Pulsgenerator (das kleine graue Kistchen unten). Der Impuls wird nach links über ein T-Stück in das Oszilloskop und in ein Stück Koaxkabel eingespeist. Das Koaxkabel ist nur etwa 50cm lang und endet in einem Stecker rechts oben, der nicht angeschlossen ist. Es handelt sich um ein 50Ohm Koaxkabel, und das Oszilloskop hat einen 50 Ohm Abschluß eingebaut. Das offene Kabelende hat keinen Abschluß, ist also fehlangepaßt (Widerstand annähernd unendlich).

Das zweite Photo zeigt die Anzeige des Oszilloskops. Man erkennt den Impuls und die etwa 5ns später eintreffende Reflexion. Die wellige Grundlinie zeigt daß es noch schwächere andere Reflexionen gibt, die z.B. durch das T-Stück und die Fehlanpassung im Impulsgenerator verursacht sind. Die Hauptreflexion ist nicht so stark wie der Originalimpuls, man sieht also daß auch schon so kurze Kabel eine Abschwächung des Signals bewirken. Der Impuls ist immerhin sehr kurz, er steigt in weniger als 500ps an und fällt ebenso schnell wieder ab.

pelmazo
Hat sich gelöscht

#8 erstellt: 08. Mai 2005, 14:42

Noch ein paar weitere Informationen zu Koaxkabeln.

Warum 50 Ohm oder 75 Ohm? Was ist mit den anderen Widerstandswerten?

Man kann zwar Kabel mit beliebigen Zwischenwerten herstellen, das ergibt aber wenig Sinn. Es gibt ein paar Gründe warum sich ein paar wenige Werte herauskristallisiert habe, die dann standardisiert wurden.

Ein Koaxialkabel mit Luft als Dielektrikum (das ist mehr oder weniger ein Rohr mit einem in der Mitte gespannten Draht) hat die geringsten Verluste durch den Skin-Effekt bei einem Wellenwiderstand von 76,7 Ohm. Das hat man auf 75 Ohm gerundet. Im Radiobereich ist 75 Ohm auch deswegen praktisch weil man diesen Wert einfach an die gebräuchlichsten Antennenarten anpassen kann (Antennen haben auch einen Wellenwiderstand). Praktische Koaxkabel haben zwar Plastik oder geschäumtes Plastik als Dielektrikum, und nicht Luft. Man ist aber trotzdem bei 75 Ohm geblieben. Im Radio/TV/Video-Bereich ist das der gebräuchlichste Wellenwiderstand. Aus diesem Grund findet man es auch bei digitalen Audioverbindungen, einfach weil man dann die schon bekannten Kabel weiterverwenden kann.

Koaxkabel mit Polyäthylen als Dielektrikum haben die geringsten Verluste bei 51,1 Ohm Wellenwiderstand. Das hat man auf 50 Ohm gerundet. Dieser Wellenwiderstand ist z.B. bei der Meßtechnik üblich. Anpassung an Antennen hat hier keine Bedeutung.

Für Sonderfälle gibt's noch 93 Ohm - Kabel. Der einzige Vorteil ist hier eine vergleichsweise niedrige Kapazität pro Meter. Das ist etwas leichter zu treiben, das heißt die Anforderungen an die Signalquelle sind etwas geringer.

Auch Kabel, die nicht koaxial aufgebaut sind, haben oft einen Wellenwiderstand. Der ist normalerweise höher als der von Koaxkabeln. Er reicht in der Praxis von ungefähr 100 Ohm bis auf etwa 600 Ohm hinauf. Die 600 Ohm gehören dabei zu den frei aufgehängten Telefondrähten aus der Frühzeit der Telefonie. 300 Ohm und 240 Ohm kennt man vielleicht noch von den Stegleitungen beim Antennenanschluß älterer Radios. Das ist alles inzwischen so gut wie ausgestorben. Computernetzwerke benutzen paarweise verdrillte Drähte mit etwa 110 Ohm Wellenwiderstand.

Über alle dieser Leitungsarten kann man Hochfrequenz übertragen, wenn man Fehlanpassungen vermeidet. Bei sehr großer Kabellänge gilt das auch für niedrige Frequenzen, wie man am Beispiel des Telefons sieht. Das ist aber alles irrelevant, wie schon geschrieben, wenn das Kabel elektrisch kurz ist.

cr
Inventar

#9 erstellt: 09. Mai 2005, 18:57

Sehe nur zwei schwarze Flächen. Und das nach extrem langer Ladezeit (die schwarzen Flächen waren gleich da, und beim langen Weiterladen hat sich nichts mehr geändert)

pelmazo
Hat sich gelöscht

#10 erstellt: 09. Mai 2005, 19:14

Kann Dein Browser vielleicht nichts mit PNG-Dateien anfangen?

cr
Inventar

#11 erstellt: 09. Mai 2005, 19:24

IE 6.0
Alle Service-Packs und Updates (erst vor ein paar Tagen alles aktualisiert)

pelmazo
Hat sich gelöscht

#12 erstellt: 09. Mai 2005, 19:31

Stimmt, der Internet Exploder kann's anscheinend nicht. Firefox hat keine Schwierigkeiten damit. Soviel zu "Portable Network Graphics", es ist wohl kein Microsoft-Format, das hält man dann nicht für unterstützenswert.

Weiß jemand ob's geeignete Plugins gibt?

Mal sehen wie groß der Aufwand zum Umstellen des Formats ist...

richi44
Hat sich gelöscht

#13 erstellt: 10. Mai 2005, 09:32

Reflexionen entstehen bei Fehlanpassung des Empfängers, das heißt wenn sein Eingangswiderstand nicht dem Wellenwiderstand des Kabels entspricht. Bei Gleichheit beider Widerstände sieht der Eingang des Empfängers am Kabelende für den herankommenden Impuls wie eine perfekte Fortsetzung des Kabels aus, und nichts wird reflektiert. Je größer der Unterschied, desto mehr der Impulsenergie wird zurückgeschickt. In den beiden Extremfällen des offenen Kabelendes (unendlicher Eingangswiderstand) oder des kurzgeschlossenen Kabelendes (Eingangswiderstand null) wird alle Energie reflektiert. In diesen Fällen kommt also der Impuls in voller Höhe (abzüglich der Kabelverluste) zurück.

Das ist prinzipiell richtig, allerdings erst die halbe Miete.

Wenn ich beispielsweise ein Kabel von 50 Ohm habe, so muss mein Sender mit einem Innenwiderstand von null Ohm einen Seriewiderstand im Ausgang haben, der 50 Ohm beträgt und damit die Anpassung an das Kabel herstellt. Wenn wir nun den Impuls losschicken (der Sender liefert vor dem Widerstand 2V), so bildet sich aus der Kabelimpedanz und dem Seriewiderstand ein Spannungsteiler, sodass der Impuls auf dem Kabel eine Höhe von 1V hat.
Trift er am Ende auf den Empfänger, der ebenfalls einen Widerstand von 50 Ohm als Last hat, bleiben die Verhältnisse unverändert.

Ist das Kabelende offen, so wird der Impuls in gleicher Richtung und Höhe reflektiert. Nach der doppelten Kabellaqufzeit (hin und zurück) haben wir also am Sender eine Spannung von 2V.

Machen wir am Kabelende einen Kurzschluss, so wird der Impuls von 1V umgekehrt reflektiert, also quasi als Minus-Impuls. Wir können ihn rechnerisch als -1V darstellen.
Man könnte natürlich auch sagen, dass der Sender den Kurzschluss nach doppelter Laufzeit sieht und somit nichts mehr ins Kabel schickt. In diesem Beispiel kommt es aufs selbe heraus, denn wenn wir in einem normalen Kabel einen Kurzschluss haben, kommt ja auch nichts mehr.
Wenn wir aber die Minus-Variante ansehen, stimmt sie auch. Der Impuls ist durch Seriewiderstand und Kabelimpedanz 1V auf dem Kabel. Durch den Kurzschluss wird der Impuls invertiert und läuft als -1V zurück. Sobald er am Sender-Seriewiderstand angekommen ist, haden wir dort Impuls NULL, weil sich ja der Plus- und der Minusimpuls aufheben.

Warum nun dieser Umweg, wenn Kurzschluss = Kurzschluss ist?
Sobald wir nicht mehr EINEN Impuls haben, sondern mehrere, oder Sinuswellen, sieht die Sache anders aus. Nehmen wir mal denSinus-Fall. Wir nehmen ein Stück Kabel, das genau so lang ist, wie ein vollständiger Sinuszug, also mit null, ansteigend, +Max, absteigend, null, absteigend, -Max, ansteigend, null. (Wie lang das Kabel oder wie hoch die Frequenz ist, ist eine reine Wechselwirkung).
Jetzt lassen wir das Kabel am Ende offen und nehmen an, wir würden unsere Betrachtung beim +Max. anfangen. Da das Kabel eine Länge einer vollen Sinus-Laufzeit hat, wandert das +Max im Verlauf einer Periode des Sinus zum Ende und wird dort gleichartig reflektiert. Das +Max ist also am Ende, wenn der Sender wieder ein +Max ins Kabel schickt. Und das reflektierte +Max ist wieder am Sender (2. Periode), wenn dieser das nächste +Max loslässt. Ergebnis = kein Kurzschluss.

Jetzt machen wir das Kabel kürzer. Nämlich nur halb so lang. Wieder ein offenes Ende. Der Sender liefert +Max. nach einer halben Periode ist das +Max am Kabelende und der Sender liefert ein -Max. Nach einer weiteren halben Periode ist die positive Reflexion zuück. Das hin und zurück daerte2 mal eine halbe Periode = 1 Periode. Demnach trifft die +Max-Reflexion dann ein, wenn der Sender wieder +Max liefert. Also wieder kein Kurzschluss.
Jetzt machen wir das Kabel noch kürzer, nochmals die Hälfte. Ende wieder offen.
Jetzt ist die Kabellaufzeit jeweils eine Viertel-Periode, total also eine halbe Periode. Wenn wir wieder mit +M;ax anfangen, so ist diese am Kabelende, wenn der Sender NULL liefert und die Reflexion des +Max ist zurück am Sender, wenn dieser -Max liefert. Jetzt haben wir trotz offener Leitung einen Kurzschluss am Sender!!
Und wenn wir das Kabelende kurzschliessen, so wird dort aus dem +Max ein -Max, durch die engative Reflexion. Und damit bildet das kurzgeschlossene Kabel KEINEN Kurzschluss für den Sender.

Man fragt sich vieleicht, was das ganze soll: Es war eine Vereinfachung der täglichen Situation, denn falsch angepasste Kabel (200 Ohm statt 50 Ohm) führen mit Sicherheit zu Reflexionen, ähnlich dem obigen Beispiel. Und je nach Frequenz und Kabellaufzeit kann es zu Kurzschlüssen kommen, die bei einem längeren oder kürzeren Kabel nicht auftreten.
Man kennt das bisweilen bei Antenneninstallationen, wenn falsche Kabel verwendet werden. An der Antenne sind noch alle Sender zu empfangen, am Apparat aber sind einige Sender schlecht. Hier haben wir zwar eine Kabellänge, aber unterschiedliche Frequenzen und daher möglicherweise unterschiedliche Reflexionen und damit je nach Frequenz und TV-Sender Kurzschlüsse, die halt einen Empfang verhindern.
Und genau so ist es mit Digitalsignalen. Hier haben wir es erstens mit mehr oder weniger rechteckigen Signalen zu tun. Wenn deren Kurvenform noch einigermassen stimmt, kann das nachgeschaltete digitale Gerät die Signale noch identifizieren. Sind sie aber stark verändert, so kommt es zu Störungen in Form von Aussetzern. Dies darum, weil ja ein Rechtecksignal im Gegensatz zu einem TV-Signal nicht nur eine Frequenz ist, sondern eine "Frequenzversammlung". Entstehen also Kurzschlüsse, so sind diese auf einzelne Frequenzen beschränkt (wie einzelne TV-Stationen, die nicht empfangen werden können), was die Kurvenform und damit die Interpretierbarkeit beeinträchtigt.

http://www.hifi-foru...thread=67&postID=5#5
und #6
Die Oberwellen der 5 MHz sind die Folge der Rechtecksignale. Bei der Beurteilung eines Digitalsignals spricht man vom Augendiagramm. Dieses entsteht, wenn man den digitalen Datenstrom auf einem KO anschaut. Idealerweise würde das wie eine liegende Leiter aussehen. Die Holme werden durch die negative und positive Maximalspannung gebildet, die Sprossen sind die Rechteckflanken. Da man ja nicht nur einen Rechteckzug anschaut, sondern eine Vielzahl übereinander, entsteht dieses Sprossenbild. Dabei sollen die Sprossen und Holme möglichst offene Rechtecke zeigen. Ist die Übertragung schlecht, so werden die "Löcher" langsam klein und rund, was beispielsweise bei Sinus der Fall wäre. Die Leiter macht also quasi die Augen zu. Und mit geschlossenen Augen kann halt auch ein nachfolgendes Gerät nichts mehr sehen, vereinfacht gesagt. Das hat nicht direkt mit Jitter zu tun, sondern es ist nicht mehr möglich, das Signal als Null oder Eins zu identifizieren.
Übrigens ist die Digitalnorm so, dass relativ grosse zeitliche Abweichungen zwischen Takt und Nutzsignal noch einwandfrei decodiert werden können. Dies geschieht durch Zwischenspeicher. Ohne diese dürfte nämlich der zeitliche Versatz zwischen einem externen Takt (Wordclock) und dem Nutzsignal nur Nanosekunden sein, sodass Kabellängen auf weniger als 1m genau berücksichtigt werden müssten. Das wäre in einem Studio mit getrennten Takt-, Play- und Recordleitungen nicht machbar.

cr
Inventar

#14 erstellt: 10. Mai 2005, 10:39

Welchen Wellenwiderstand haben nun 08/15-Cinch-Beipackstrippen.

In einer HiFi-Zeitung wurden mal diverse Cinch-Kabel gemessen, wo sich nach meiner Erinnerung die Werte meist im Bereich 60-90 Ohm befanden.

pelmazo
Hat sich gelöscht

#15 erstellt: 10. Mai 2005, 11:02

richi44 schrieb:

Jetzt ist die Kabellaufzeit jeweils eine Viertel-Periode, total also eine halbe Periode. Wenn wir wieder mit +M;ax anfangen, so ist diese am Kabelende, wenn der Sender NULL liefert und die Reflexion des +Max ist zurück am Sender, wenn dieser -Max liefert. Jetzt haben wir trotz offener Leitung einen Kurzschluss am Sender!!
Und wenn wir das Kabelende kurzschliessen, so wird dort aus dem +Max ein -Max, durch die engative Reflexion. Und damit bildet das kurzgeschlossene Kabel KEINEN Kurzschluss für den Sender.

Du hast völlig recht, und was Du beschreibst sind die Auswirkungen einer stehenden Welle. Du hast auch herausgearbeitet daß eine Kabellänge von einem Viertel der Wellenlänge die erste Möglichkeit für eine stehende Welle bildet. Aus diesem Grund ist ein Kabel mit einer Länge von einem Viertel der Wellenlänge nicht mehr "elektrisch kurz". Daher die Daumenregel: Weniger als 1/10 Wellenlänge ist elektrisch kurz, 1/4 der Wellenlänge ist es nicht mehr, dazwischen ist ein Übergangsbereich bei dem sich die Welleneffekte allmählich immer mehr bemerkbar machen.

Falls also Fehlanpassungen vorliegen, z.B. bei Digital-Audio-Verbindungen oder Antennenkabeln, dann gibt es bestimmte Kabellängen bei denen es wegen stehender Wellen nicht mehr funktioniert. Es gibt also Kabel die gerade die falsche Länge haben. Die Moral ist, in solchen Fällen für korrekte Anpassung zu sorgen.

pelmazo
Hat sich gelöscht

#16 erstellt: 10. Mai 2005, 11:08

cr schrieb:

Eine 08/15 Cinch-Strippe hat normalerweise keinen definierten Wellenwiderstand, das heißt bei der Kabelkonstruktion wurde nicht darauf geachtet. Das Ergebnis ist demzufolge mehr oder weniger zufällig und kann sogar bei Kabeln aus der gleichen Fabrikation in gewissen Grenzen schwanken.

Der von Dir genannte Bereich ist aber einigermaßen plausibel. Ich würde davon ausgehen daß er typischerweise eher am unteren Ende dieser Skala zu finden sein wird. Höhere Wellenwiderstände erreicht man nicht ganz so leicht mit festem Dielektrikum, die gängigen Koaxkabel mit den höheren Wellenwiderständen haben in der Regel geschäumtes Dielektrikum oder andere Konstruktionen mit Lufteinschluß.

Uwe_Mettmann
Inventar

#17 erstellt: 10. Mai 2005, 15:04

Hallo,

nun, für die armen IE-User hier die Bilder als JPG:

richi44 schrieb:

Das ist prinzipiell richtig, allerdings erst die halbe Miete.

Wenn ich beispielsweise ein Kabel von 50 Ohm habe, so muss mein Sender mit einem Innenwiderstand von null Ohm einen Seriewiderstand im Ausgang haben, der 50 Ohm beträgt und damit die Anpassung an das Kabel herstellt. Wenn wir nun den Impuls losschicken (der Sender liefert vor dem Widerstand 2V), so bildet sich aus der Kabelimpedanz und dem Seriewiderstand ein Spannungsteiler, sodass der Impuls auf dem Kabel eine Höhe von 1V hat.
Trift er am Ende auf den Empfänger, der ebenfalls einen Widerstand von 50 Ohm als Last hat, bleiben die Verhältnisse unverändert.

Ist das Kabelende offen, so wird der Impuls in gleicher Richtung und Höhe reflektiert. Nach der doppelten Kabellaqufzeit (hin und zurück) haben wir also am Sender eine Spannung von 2V.

Wenn ich das richtig verstanden habe, gilt dies nur, wenn der Impuls breiter ist als die Zeit, die der Impuls für den Kabel-Hin- und –Rückweg benötigt, weil sonst ja der Ausgangsimpuls nicht mehr am Generatorausgang vorhanden ist. Bei kurzen Impulsen ergibt sich das von pelmazo dargestellte Bild.

Aber auch bei einem breiten Impuls würde sich für den ersten Moment nicht die doppelte Spannung ergeben, weil der Impuls ja noch nicht am Kabelende reflektiert wurde und zurückgelaufen ist. Somit ergibt sich eigentlich eine Treppenkurve. Nimmt man pelmazos Messaufbau aber mit einem breiten Impuls, so würde sich für die ersten 5ns ein Pegel von 1V und danach 2V ergeben.

richi44 schrieb:

Machen wir am Kabelende einen Kurzschluss, so wird der Impuls von 1V umgekehrt reflektiert, also quasi als Minus-Impuls. Wir können ihn rechnerisch als -1V darstellen.
Man könnte natürlich auch sagen, dass der Sender den Kurzschluss nach doppelter Laufzeit sieht und somit nichts mehr ins Kabel schickt. In diesem Beispiel kommt es aufs selbe heraus, denn wenn wir in einem normalen Kabel einen Kurzschluss haben, kommt ja auch nichts mehr.
Wenn wir aber die Minus-Variante ansehen, stimmt sie auch. Der Impuls ist durch Seriewiderstand und Kabelimpedanz 1V auf dem Kabel. Durch den Kurzschluss wird der Impuls invertiert und läuft als -1V zurück. Sobald er am Sender-Seriewiderstand angekommen ist, haden wir dort Impuls NULL, weil sich ja der Plus- und der Minusimpuls aufheben.

Klar, gilt wohl auch für breite Impulse. Für den ersten Moment ist auch hier der reflektierte Impuls noch nicht wieder zurückgelaufen, so dass für einen Moment ein Pegel von 1V vorhanden ist, bei Pelmazos Aufbau (aber mit breitem Impuls und am Ende kurzgeschlossenen Kabel) also für 5ns. Somit hat man aus dem ursprünglich breiten Impuls einen sehr schmalen Impuls von 5ns erzeugt.

Auch wenn manche Leute meinen, dass solche theoretische Diskussionen nicht viel Nährwert haben, so trifft das zu mindestens für mich nicht zu, denn ich habe eine Erkenntnis gewonnen, die mir in Zukunft vielleicht mal weiterhilft. Wenn man mal kurzfristig eine Folge von schmalen Impulsen benötigt und der passenden Generator nicht zur Verfügung steht, so kann man diese mit der obigen Methode mit einem einfachen Recheckgenerator (der allerdings eine hohe Anstiegszeit haben muss) erzeugen. Ohne diese Diskussion hier, wäre ich später wohl nie auf die Idee gekommen, dies mit einem Kurzschlusskabel zu lösen.

Welchen Wellenwiderstand haben nun 08/15-Cinch-Beipackstrippen.

Wenn das wirklich interessant sein sollte, könnte ich eine Beipackstrippe nächste Woche mal messen. Also meldet Euch bei Interesse.

Wem die Erklärung der Impulsausbreitung auf Leitungen hier im Forum etwas zu theoretisch ist, hier eine Erklärung zum Anfassen und Ausprobieren: ;)

http://www.hifi-foru...ad=1303&postID=17#17

Viele Grüße

Uwe

richi44
Hat sich gelöscht

#18 erstellt: 10. Mai 2005, 16:02

Ich bin in dem Sinne nicht von einem Impuls (Nadelimpuls) ausgegangen, sondern eigentlich von einem Spannungssprung, also der Einschaltflanke eines extrem steile, aber beliebig langen Rechtecks.
Ich habe geschrieben, dass der Sender VOR dem Widerstand die 2V liefert, aber am Kabelanschluss nur 1V auf die Reise schickt. Ist die Flanke am Ende angekommen und wird reflektiert, so werden die reflektierten 1V auf die bereits anstehenden "aufgepfropft".

http://www.die-webto...20012ab7a9c17e32.jpg

cr
Inventar

#19 erstellt: 10. Mai 2005, 16:51

Wenn das wirklich interessant sein sollte, könnte ich eine Beipackstrippe nächste Woche mal messen. Also meldet Euch bei Interesse.

Das scheint schon interessant, dann kann man beurteilen, wie lang ein für Digitalübertragung mißbrauchtes Cinch-Kabel sein darf und bei welcher Länge es absolut unkritisch ist.
Je näher es bei 75 Ohm liegt, desto länger kann es ja sein.

pelmazo
Hat sich gelöscht

#20 erstellt: 10. Mai 2005, 17:07

cr schrieb:

Je näher es bei 75 Ohm liegt, desto länger kann es ja sein.

Vorsicht hier! Das hört sich so an als ob es sich um eine lineare Beziehung handeln würde. So ist es aber nicht. Falls es zu Reflexionen oder stehenden Wellen kommt dann ist die Folge daß der Spannungshub am Empfänger zu gering werden könnte, um die Bits sicher detektieren zu können. Das hängt nicht nur mit dem Unterschied der Wellenwiderstände sondern auch mit der absoluten Signalstärke, der Empfängerempfindlichkeit und der Kabelverluste ab. In der Praxis wird man also eine eher chaotische Lage vorfinden die nicht unbedingt den Schluß zuläßt daß die mögliche Kabellänge mit der Genauigkeit des Wellenwiderstandes korrelliert.

Ich würde einfach sagen, daß das Kabel einen korrekten (10% Toleranz) Wellenwiderstand haben muß wenn es länger als ein paar Meter ist, ansonsten ist mit Problemen zu rechnen.

Wenn allerdings der Abschluß in den Geräten schon nicht stimmt ist's eh Essig mit langen Kabeln (soll's geben).

richi44
Hat sich gelöscht

#21 erstellt: 11. Mai 2005, 09:36

Hier eine Antwort aus der Praxis: Neben dem asymmetrischen SPDIFF gibt es auch die symmetrische 110-Ohm-Verbindung AES-EBU. Diese ist mit XLR gelöst. Folglich liegt die Versuchung nahe, die Verbindung mit symmetrischen Mik-Kabeln herzustellen. Das haben wir versucht und festgestellt, dass je nach Kabel mit 1m nichts ging, bei beispielsweise 4m aber eine Übertragung möglich war. Bei einem anderen Kabel war es genau umgekehrt.
Denn wie bereits erwähnt geht es nicht nur um Signalverluste durch Refelexionen, sondern auch um die "Beschädigung " der Kurvenform, also die Augenform. Das nachfolgende Bild zeigt, wie aus den Rechtecksignalen gelb, türkis und rosa, quasi als beliebiger zeitlicher Ablauf (1) die Leiter (2) entsteht.

In 3 ist die nicht mehr ideale Kurvenform gezeichnet und wie die Überlagerung solcher zeitlicher Abschnitte in etwa auf dem Messgerät aussehen. Dabei handelt es sich hier um ein Augendiagramm, das gute Übertragungsqualität verspricht.
Wie bereits in den Bildern von Uwe dargestellt, können durch die Reflexionen neue, zusätzliche Impulse entstehen. Dies kann natürlich auch mehr oder weniger bei Rechtecksignalen passieren. Und damit könnten die zusätzlichen Flanken dort entstehen, wo normalerweise bei kurzen Signalen die Flanke hingehört, bei langen Signalen aber nichts sein darf. Da ist es für das nachfolgende Gerät schlicht unmöglich, die Flanken richtig zu deuten.

pelmazo
Hat sich gelöscht

#22 erstellt: 11. Mai 2005, 11:15

richi44 schrieb:

Das haben wir versucht und festgestellt, dass je nach Kabel mit 1m nichts ging, bei beispielsweise 4m aber eine Übertragung möglich war. Bei einem anderen Kabel war es genau umgekehrt.

Du bist der erste von dem ich höre daß es schon bei 1m Kabel nicht ging. Was aber generell stimmt ist daß es immer bestimmte Längen sind die nicht funktionieren. Etwas länger oder etwas kürzer geht dann oft wieder. Das ist ein sicheres Zeichen dafür daß Welleneffekte im Spiel sind und man sich um die korrekten Wellenwiderstände und Abschlüsse kümmern muß.

richi44
Hat sich gelöscht

#23 erstellt: 11. Mai 2005, 14:58

Ich kann Dir natürlich nicht mehr genau den Kabeltyp angeben, aber das kann auch ein alter Strick gewesen sein, der halt kapazitiv alles abgewürgt hat. Wir haben einfach mal so wild drauflos getestet, um mit Sicherheit dem Betriebspersonal sagen zu können: Es geht NUR mit den violetten Kabeln (hatten per Zufall diese Farbe). Alle grauen, weissen, grünen und sonstigen vergesst mal!
Denn wenn man denen das nicht so sagt, wird wieder alles zusammengesteckt und wir können 5 Minuten vor der Sendung rennen.

Uwe_Mettmann
Inventar

#24 erstellt: 26. Mai 2005, 21:48

cr schrieb:

Wenn das wirklich interessant sein sollte, könnte ich eine Beipackstrippe nächste Woche mal messen. Also meldet Euch bei Interesse.

Hallo,

hat etwas länger gedauert als eine Woche, aber heute habe ich eine Cinch-Beipackstrippe gemessen.

Wellenwiderstand = ca. 30 Ohm
Kapazitätsbelag = ca. 250 pF/m

Viele Grüße

Uwe

canada_dry
Hat sich gelöscht

#25 erstellt: 27. Mai 2005, 07:55

http://www.canare.co...098-AFECCDD67DCC2B4C

richi44
Hat sich gelöscht

#26 erstellt: 27. Mai 2005, 08:36

canada_dry schrieb:

http://www.canare.co...098-AFECCDD67DCC2B4C

Das ist ein AES-EBU-Kabel mit 110 Ohm, wie ich es hier (#21) beschrieben habe. Dieses Kabel ist also für SYMMETRISCHE Digitalverbindungen nach dem AES-EBU-Standard geeignet und nicht für das in der Unterhaltungselektronik übliche SPDIFF-Signal, welches asymmetrisch ist.
Das SPDIFF wird über ein 75 Ohm-Kabel (Koax-Antennenkabel oder noch besser Videokabel) übertragen.

Poison_Nuke
Inventar

#27 erstellt: 27. Mai 2005, 08:41

Wie wird denn eigentlich ein so hoher Widerstandswert erreicht? Ich dachte selbst mit Luft als Dielektrikum sind nicht mehr als 90Ohm möglich?

Oder gibt es da spezielle Kunststoffe, die noch mehr haben?

pelmazo
Hat sich gelöscht

#28 erstellt: 27. Mai 2005, 13:19

Poison_Nuke schrieb:

Ein Koaxialkabel kommt in der Praxis bis etwa 120 Ohm, aber das ist schon selten. Höhere Wellenwiderstände erreicht man bei Drahtpaaren. Das AES/EBU-Kabel verwendet verdrillte Adern, da ist ein Wellenwiderstand von etwa 110 Ohm durchaus normal. Wenn man die Drähte weiter voneinander entfernt hält, dann erreicht man wesentlich höhere Widerstände, wie z.B. bei der alten (inzwischen fast ausgestorbenen) Stegleitung für UKW-Antennen, die 240 Ohm hat. Für separat auf Masten aufgehängte Freidrähte, wie sie lange Zeit in den USA für's Telefon verwendet wurden, kommt man sogar auf etwa 600 Ohm Wellenwiderstand.

canada_dry
Hat sich gelöscht

#29 erstellt: 27. Mai 2005, 16:38

Das SPDIFF wird über ein 75 Ohm-Kabel (Koax-Antennenkabel oder noch besser Videokabel) übertragen.

Ohne zweifel.

Aber - es heisst spdif - ohne f das zweite. Sony Philips Digital Inter Face

(Koax-Antennenkabel oder noch besser Videokabel)

Warum besser? Beziehst du dich auf die tatsache das die "meisten" antennenkabel "solid core" und damit etwas steif sind, waehrend die "meisten" viedeokabel aus litzen innenleiter gebaut sind und daher flexibel sind? Oder bezieht das besser auf eine "bessere" datenuebertragung

[Beitrag von canada_dry am 27. Mai 2005, 16:46 bearbeitet]

cr
Inventar

#30 erstellt: 27. Mai 2005, 19:52

Ein Antennenkabel ist dafür perfekt, aber dick und starr, und muß selbst konfektioniert werden. Daher ist ein Videokabel die einfachere Lösung.

pelmazo
Hat sich gelöscht

#31 erstellt: 07. Jun 2005, 12:36

Noch was zum Wellenwiderstand von Steckern, der Vollständigkeit halber.

Wenn man hochfrequente Signale übertragen will muß natürlich auch der Stecker den passenden Wellenwiderstand haben, sonst gibts wieder Reflexionen. Da aber der Stecker bestenfalls ein paar cm Länge hat wird man das nur bei entsprechend kurzen Wellenlängen, also hohen Frequenzen merken. Das heißt man braucht sich über den Wellenwiderstand eines Steckers erst dann Gedanken machen wenn es um Frequenzen weit im dreistelligen MHz-Bereich oder darüber geht.

So benutzen z.B. Videoleute regelmäßig 50 Ohm BNC Stecker mit 75 Ohm Videokabel ohne daß sich das negativ auswirken würde. Es gäbe auch 75 Ohm BNC Stecker, aber die hat nicht jeder und sie sind auch mechanisch etwas anfälliger. Erst bei Digitalvideo-Signalen gehen die Frequenzen in den dreistelligen MHz-Bereich hinein und die Frage nach der Steckerimpedanz bekommt Bedeutung.

Für Digital-Audio ist das wegen der wesentlich niedrigeren Frequenzen kein Thema. Es gibt zwar auch 75 Ohm Cinch-Stecker, aber diese Angaben sind mit Vorsicht zu genießen. Wegen der verhältnismäßig dicken Mittelpins sind 75 Ohm praktisch nicht zu erreichen, man landet eher bei 50 Ohm oder darunter. So wird z.B. für einen 75 Ohm Cinch-Stecker von Canare angegeben daß er bis 200MHz verwendbar sei. Das deutet schon darauf hin daß die Einhaltung des Wellenwiderstandes nicht so perfekt gelungen ist, sonst müßte es ohne weiteres bis hinein in den GHz-Bereich funktionieren. Wobei allerdings anzunehmen ist daß konventionelle Stecker noch schlechter sind. Ein Stecker wie der von Canare hat wenigstens den Vorteil daß er mechanisch gut zu den entsprechenden Koaxkabeln paßt.

Auf den Wellenwiderstand der Verdrahtung im Gerät hat man natürlich auch keinen Einfluß. Zwischen der eigentlichen Signalquelle und dem Stecker könnten da auch noch einige cm Leitung sein, die - wenn man pingelig ist - ebenfalls den korrekten Wellenwiderstand haben sollten. Aber den Einfluß sollte man nicht überschätzen, es ist ja weiter oben beschrieben wie das mit den elektrisch kurzen Leitungen ist.

cr
Inventar

#32 erstellt: 07. Jun 2005, 18:58

Stereoplay hat im neuen Digitalkabeltest natürlich schon wieder eindeutig hörbare Klangunterschiede ausgemacht.
Beim einen wirken Details matt und Stimmen verzischelt, bei einem anderen gab es ein leichtes Durcheinander beim Zusammenspiel der Musiker

, ein anderes hatte eine bessere Sprachverständlichkeit, ein anderes konnte das Soundtrackgewimmel nicht entwirren. Ein weiteres ermöglichte dafür ein müheloses Verstehen von Dialogen beim Film selbst bei viel Hintergrundgeräusch, ...
Das beste war natürlich das teuerste mit 650 Euro. Ein Schelm wer Böses denkt.
*ROFL*

Wellenwiderstand lag bei allen zw. 66 und 79 Ohm, Kapazität zw. 60 und 84 pF/m, Widerstand bei 100 mOhm/m, Induktivität zw. 319 und 415 nH/m.

[Beitrag von cr am 07. Jun 2005, 20:06 bearbeitet]

canada_dry
Hat sich gelöscht

#33 erstellt: 08. Jun 2005, 04:10

Ein Stecker wie der von Canare hat wenigstens den Vorteil daß er mechanisch gut zu den entsprechenden Koaxkabeln paßt.

Mechanisch einer der besten rca stecker wo gibt. Hervorragende verarbeitung und erstklassige crimp verbindung und "strain relief" Leider kann mans wegen der benoetigten werkzeuge nicht selbst konfektionieren, beziehe meine durch bluejeanscable:

http://www.bluejeanscable.com/index.htm
Habe die sowohl fuer video verbindung (component) zwischen dvd/tv mit belden coax, als auch als spdif zwischen multiformat spieler und src 2496.

richi44
Hat sich gelöscht

#34 erstellt: 20. Jun 2005, 15:48

betreffend Stereoplay:
Es wäre interessant zu erfahren, wieweit sich die Augendiagramme unterschieden haben. Wenn man anständige (Profi) Ausgabe- und Empfangsgeräte verwendet, hängt die Lesbarkeit der Daten vom Augendiagramm und dem Pegel ab. Auch zuviel Pegel führt zu Problemen. Aber praktisch jedes Gerät hat am Eingang ein Reclocking, damit Laufzeitfehler bei externer Clockverteilung ohne Auswirkung bleiben. Ebenso wird dadurch Jitter wirkungslos. Folglich müsste man auch dazu mehr wissen.
Ich behaupte daher, wenn ein Digitalkabel (wie auch eine analoge Strippe) einen Klangeinfluss haben könnte, müsste es sich um ein defektes Gerät und nicht direkt um die Folge des Kabels handeln. Sonst wäre ja die ganze Digitaltechnik für die Katz...

pelmazo
Hat sich gelöscht

#35 erstellt: 20. Jun 2005, 17:15

richi44 schrieb:

Auch zuviel Pegel führt zu Problemen.

Es gibt eine ganze Reihe von Geräten mit SPDIF Schnittstelle, die bezüglich Ausgangspegel die Norm nicht einhalten. Mein Laptop produziert beispielsweise an seinem SPDIF-Ausgang bei korrekter Terminierung mit 75 Ohm einen Pegel von 1,2V Spitze-Spitze, das ist mehr als der doppelte Normpegel. Die Norm verlangt von einem Empfänger nicht, daß er damit umgehen kann (auch wenn's die allermeisten tun).

Aber praktisch jedes Gerät hat am Eingang ein Reclocking, damit Laufzeitfehler bei externer Clockverteilung ohne Auswirkung bleiben. Ebenso wird dadurch Jitter wirkungslos. Folglich müsste man auch dazu mehr wissen.

Das Recklocking unterdrückt nicht alle Jitterfrequenzen gleichermaßen. Letzte Sicherheit bekommt man hier nur, wenn man das Jitterspektrum und die Unterdrückungskurve des Empfängers kennt.

Ich behaupte daher, wenn ein Digitalkabel (wie auch eine analoge Strippe) einen Klangeinfluss haben könnte, müsste es sich um ein defektes Gerät und nicht direkt um die Folge des Kabels handeln. Sonst wäre ja die ganze Digitaltechnik für die Katz...

Nach dieser Definition sind relativ viele Geräte schon bei der Auslieferung defekt. Sagen wir etwas milder: Die Geräte haben Mängel. Ich gebe Dir aber recht daß man die Schuld in der Regel nicht auf's Kabel schieben sollte.

Ringostarr
Neuling

#36 erstellt: 27. Jun 2005, 19:41

Hi Leute,

bin neu hier und habe ein problemchen, welches wahrscheinlich mit dem Wellenwiderstand zusammenhängt.

Ich habe einen HI-8 Camcorder, die Videos, die ich damit aufgenommen habe, möchte ich über ein S-VHS Kabel über die Grabster AV400 Box auf den Computer digitalisiert übertragen und schließlich auf DVD brennen. Dabei tritt folgendes Problem in Erscheinung. An bestimmten Stellen der Videos kommt es zu kurzzeitigen horizontalen Synchronisationsproblemen, d.h. dass das Bild mal in der oberen hälfte, mal in der unteren hälfte nach rechts bzw. links verzerrt. Das ist manchmal so schlimm, dass die Software oder die Box die Aufnahme unterbricht. Wenn ich über den Videoausgang gehe ist es genauso, wenn nicht sogar noch schlimmer. Das Bild im eingebauten Monitor des Camcorder ist tadellos.

Ich habe schon 3 verschiedene S-VHS Kabel ausprobiert, 1,5m, 3m und 5m, jedoch ist es bei allen gleich. Dann habe ich mal einen professionellen HI-8 Rekorder von Sony zum abspielen ausprobiert, da ist es nicht anders.
Wenn ich die Geräte an meinen SCART-Eingang meines Fernseher anschließe, ist das Bild zwar nur Schwarz-Weiß, aber das Synchronisationsproblem tritt dort nicht auf. Der Fernseher kann es nicht in Farbe darstellen, weil man den Eingang nicht auf S-Video umstellen kann (außerdem ist es eh nicht genormt). Da hab ich mir gedacht, das es vielleicht mit dem Farbsignal zusammenhängt und habe kurzerhand das Farbsignal des eines Kabels abgeklemmt, aber auf dem Computer tritt das Problem nach wie vor auf (zumal ja das Synchronisationssignal auf dem Helligkeitssignal drauf liegt bzw. beiliegt bei S-VHS).

Auf Arbeit hatte ich mal einen Camcorder an einen Professionellen Monitor über S-VHS Kabel angeschlossen angeschlossen, der hatte bei sehr hellen Bildinhalten vertikale Synchronisationsprobleme. Der Monitor hatte jedoch einen 75Ohm umschalter beim S-VHS Eingang und wenn man den eingeschaltet hat, war das Bild zwar etwas dunkler aber es gab dafür auch keine Synchronisationsprobleme mehr. Das es jetzt bei meinem Problem mit der Bildhelligkeit oder sowas zusammenhängt, ist so nicht erkennbar. Mittlerweile arbeite ich dort nicht mehr.

Danke schonmal im vorraus für jede Hilfe.

richi44
Hat sich gelöscht

#37 erstellt: 29. Jun 2005, 08:25

Dein Problem ist "andere Baustelle". Mit dem Wellenwiderstand des Kabels hat es nichts zu tun.
Der dritte Abschnitt Deines Berichts spricht von hellerem oder dunklerem Bild und Synchron-Problemen ja oder nein.
Das Videosignal muss einen Pegel von 1V SS haben. Dieses beinhaltet (Composite) das Schwarzweiss-Signal, das Ferbsignal und die Synchronisation. Bei S-VHS wird das Farbsignal separat übertragen. Damit das nachfolgende Gerät synchronisieren kann (sofern nicht ein separates S+B-Signal zugeführt wird), muss der Pegel stimmen. Ist er zu gross, wird das Signal begrenzt und somit das Synch-Signal abgeschnitten. Normale Fernseher können so ein Signal oftmals noch verarbeiten, weil Amateur-Videogeräte oft falsche Signalpegel liefern.
Im Profibereich wird das Signal auf den Eingang eines Gerätes geführt und steht an einer zweiten Buchse als Durchschlaufsignal wieder zur Verfügung. Weil das Videokabel letztlich abgeschlossen sein muss, wird entweder der eingebaute Abschluss eingeschaltet (der 75 Ohm Schalter) oder es wird ein Abschluss aufgesteckt.
Offensichtlich haben nun Deine Geräte, die Synchronprobleme haben, keinen Abschlusswiderstand. Folglich müssen die Leitungen extern abgeschlossen werden.

Ringostarr
Neuling

#38 erstellt: 29. Jun 2005, 12:14

@richi44

Bezug 3. Abschnitt: Wenn 75Ohm Schalter ausgeschaltet ist, dann ist das Bild hell und es gibt Bild-Synchronprobleme. Wenn 75Ohm Schalter eingeschaltet ist, dann ist das Bild etwas dunkler und das Bild ist ansonsten einwandfrei.

Sorry, aber ich weiß jetzt nicht, wie man Leitungen extern abschließt, könntest du mir das bitte erklären!????? Danke.

richi44
Hat sich gelöscht

#39 erstellt: 29. Jun 2005, 13:30

Wenn Du den 75 Ohm-Schalter einschaltest, wird im Gerät ein 75 Ohm Widerstand auf die Leitung geschaltet, im anderen Fall wir er an der Out-Buchse aufgesteckt, also extern.
Wenn ich nun genau wüsste, was Deine Gerätschaft für Stecker hat, könnte ich sagen, da muss ein BNC-Abschluss drauf oder da gibt en einen durchgeschlauften Ausgang mit S-VHS-Stecker oder Scart oder was weiss ich..., auf den man einen Abschluss von 75 Ohm draufstecken oder anlöten kann oder der Abschluss muss im Scart angelötet werden oder im Gerät oder....
Kurz, man müsste mehr wissen, allenfalls mit Bild.
Aber Du hast doch das Zeug irgendwo gekauft und der Verkäufer, der auch seinen Reibach gemacht hat, sollte da doch helfen können...
Richtig ist jedenfalls, dass das dunklere Bild (in Deinem Beispiel) bedeutet, dass das Kabel abgeschlossen ist.
Nur danach allein kann man sich nicht richten. Ein weiterer Abschluss würde das Bild nochmals dunkler machen und den Pegel verändern. Aber das wäre dann zuviel. Also zeichne die Sache auf, eventuell mit Bild, und ab damit zum Händler. Oder sonst nochmals hier.

Tinobee
Ist häufiger hier

#40 erstellt: 17. Feb 2006, 20:28

welches kabel in der u.a. liste wäre dann das optimale digitale koax-kabel und warum?

pelmazo
Hat sich gelöscht

#41 erstellt: 17. Feb 2006, 23:35

Alle sind vom Wellenwiderstand her geeignet, die erlaubte Abweichung bei SPDIF ist 20%. Es ist natürlich auch die Frage ob die Angabe einer Nachkommastelle beim Wellenwiderstand angesichts der Fertigungstoleranzen überhaupt sinnvoll ist.

Alle anderen angegebenen Parameter spielen keine wesentliche Rolle für die Übertragung des Digitalsignals und machen in der Praxis wohl keinen merklichen Unterschied.

Für lange Kabellängen wären noch Dämpfungswerte und Dispersionsangaben interessant, aber auch das spielt erst eine Rolle bei Kabellängen die kein normaler Mensch bei einem SPDIF-Kabel braucht.

Tinobee
Ist häufiger hier

#42 erstellt: 18. Feb 2006, 01:22

wäre es möglich, das "Belden 1694A oder 1505F" mal bitte mit einem der in der liste aufgeführten kabel zu vergleich hinsichtlich übereinstimmung? ich hab von dem kabel noch nie was gehört oder gelesen in diesen reviews und würde gern wissen, ob es gut, genauso gut, besser oder gar schlechter ist, als z.b. das eagle cable blue silver, welches neben dem sommercable magellan mein derzeitiger kauffavourit wäre. kommt es an diese beiden heran oder liegt es eher darüber?

...und wie's scheint, gibts die canare plugs nur in übersee (würde äußerst teuer). habt ihr ideen für vergleichbare und bezahlbare alternativen mit solch guten eigenschaften?

vielen dank dafür vorab!

greets, tinobee

[Beitrag von Tinobee am 18. Feb 2006, 01:42 bearbeitet]

pelmazo
Hat sich gelöscht

#43 erstellt: 18. Feb 2006, 13:56

Die Kabelparameter der Belden-Kabel sind auf der Belden-Webseite

http://www.belden.com einsehbar, wo's auch Datenblätter und Kataloge zum Download gibt.

Canare-Stecker gibt's hier in Deutschland auch über das Canford-Büro in München:

http://www.canford.de . Da es sich um Crimpstecker handelt brauchst Du allerdings passendes Crimpwerkzeug, wenn Du die Kabel selbst konfigurieren willst. Canford bietet auch kundenspezifische Kabelkonfektionierung, und sie haben die beiden Belden-Kabel ebenfalls im Lieferprogramm, folglich könnte eine Anfrage sinnvoll sein.

Fertig konfektionierte Kabel gibt's auch über Blue Jeans Cable, die eine Niederlassung in England haben:

http://www.bluejeanscable.co.uk

Zu den anderen von Dir genannten Kabeln kann ich nichts sagen, ich kenne sie nicht.

Xvidator
Hat sich gelöscht

#44 erstellt: 24. Jun 2006, 10:51

Hi pelmazo!

Schoener Threat!

viele Gruesse

Thilo der Xvidator

PS: Sind wir alle bedroht? Google hat gerade das Wort "Threat" als "Drohung" uebersetzt :L!

Uwe_Mettmann
Inventar

#45 erstellt: 24. Jun 2006, 20:18

Xvidator schrieb:

PS: Sind wir alle bedroht? Google hat gerade das Wort "Threat" als "Drohung" uebersetzt :L!

Hallo Thilo,

was Du meinst wird ja auch mit "d" am Ende geschrieben also

Thread.

Viele Grüße

Uwe

Xvidator
Hat sich gelöscht

#46 erstellt: 24. Jun 2006, 20:49

... au weiha, da hab' ich doch einen Wechselstaben verbuchtelt, oder war's doch ein Rechtshrypveeler

Trotzdem, schoener FreT

... und allen ein schoenes Wochenende noch!

Gruesse

Thilo der Xvidator

axim
Ist häufiger hier

#47 erstellt: 15. Aug 2006, 11:42

Hallo!

Nach der vielen Theorie, die für mich doch etwas happig war, habe ich noch ein paar Fragen!

Als Beispiel nehme ich mal hohe Frequenzen wo das ganze relevant wird, und lange Kabel, nämlich das Antennenkabel für das Kabelfernsehen.

Ist die Welle nun wie ein Stromkreis, der sich nach Bedarf ausbreitet? Also angenommen ich habe mehrere Fernseher angeschlossen, geht dann an jedem ein Stück der Amplitude verloren, oder fließt mehr Strom aus dem Sender? Also kann ich sagen der Sender sendet Wellen aus und hat keine Ahnung was danach passiert, oder "merkt" er es und passt sich den Anforderungen an?

Und zu den Reflektionen: Angenommen das Kabelende ist offen, das heißt die Welle wird invertiert reflektiert. Was passiert nun am Sender? Angenommen +1V und -1V überlagern sich dort, was passiert nun? Löscht sich die Welle aus und die Energie wird als Wärme frei? Oder breiten sich keine weiteren Wellen mehr aus? Falls ja, dann hat sich aber doch die Welle irgendwann ausgelöscht und eine neue müsste gesendet und wieder reflektiert werden? Oder wird die Energie gar dem Sender zurückgeführt, so dass effektiv der eben bezahlte Strom wieder zurückkommt?

Und dann noch der Kurzschluss, also kein Abschlusswiderstand: Das Signal wird also genau so reflektiert, Wenn der Sender +1V "sendet", liegen nun +2V an. Und nun? Was passiert? Gleiche Frage wie oben...

Achso, noch etwas: Im Kabel wird doch ein Frequenzgemisch gesendet. Kann ich dann überhaupt sagen was nachher am Sender anliegt? Dann fällt doch alles durcheinander wieder auf den Sender ein?

Wie ihr seht hapert es noch etwas an Verständnis... Insgesamt sind ja die anschaulichen Beispiele sehr schön, aber ich verstehe nicht was nun mit dem Signal passiert, das reflektiert wurde und wieder am Sender ankommt. Die Energie muss ja irgendwo hin?
Wär nett wenn ihr mir da helfen könntet!
gruß
axim

pelmazo
Hat sich gelöscht

#48 erstellt: 15. Aug 2006, 13:18

Beim Antennenkabel bzw. Kabelnetz wird mit angepaßten Abschlüssen gearbeitet, um Reflexionen zu vermeiden. Reflexionen würden wegen der Zeitverzögerungen zu Geisterbildern bei anderen Teilnehmern führen.

Die Energie wird auch nicht gänzlich vom Sender zur Verfügung gestellt, sondern es gibt im Netz Verteilverstärker.

Aus diesen beiden Gründen merkt der Sender nichts von den angeschlossenen Geräten, er sieht nur den Wellenwiderstand des Kabels.

Bei offenem oder kurzgeschlossenem Kabel sind die Verhältnisse genau andersrum wie von Dir beschrieben. In beiden Fällen wird die Energie zurück in den Sender reflektiert und kann diesen ernsthaft beschädigen, wenn das Signal stark genug ist und er nicht dagegen geschützt ist.

Falls ein Frequenzgemisch zurück zum Sender reflektiert wird ist das natürlich durcheinander, manche Frequenzen bilden stehende Wellen, manche nicht. Die Frequenzen bleiben aber erhalten. Vernünftig funktionieren wird's so aber nicht. Breitbandkabelnetze brauchen korrekte Terminierung, damit keine Reflexionen auftreten.

Wird's dadurch klarer?

axim
Ist häufiger hier

#49 erstellt: 15. Aug 2006, 13:37

pelmazo schrieb:

Ja das ist mir klar, deshalb ist ja auch in der letzten Antennendose ein Endwiderstand.

pelmazo schrieb:

Bei offenem oder kurzgeschlossenem Kabel sind die Verhältnisse genau andersrum wie von Dir beschrieben. In beiden Fällen wird die Energie zurück in den Sender reflektiert und kann diesen ernsthaft beschädigen, wenn das Signal stark genug ist und er nicht dagegen geschützt ist.

Falls ein Frequenzgemisch zurück zum Sender reflektiert wird ist das natürlich durcheinander, manche Frequenzen bilden stehende Wellen, manche nicht. Die Frequenzen bleiben aber erhalten. Vernünftig funktionieren wird's so aber nicht. Breitbandkabelnetze brauchen korrekte Terminierung, damit keine Reflexionen auftreten.
Wird's dadurch klarer?

Genau hier setzt meine Frage an

Ich möchte wissen was denn nun in dem Verstärker oder Sender vor sich geht, wenn dort eine reflektierte Welle ankommt! Angenommen die Spannung liegt dort gerade bei +1V, und es kommt auf einmal -0,5V an, sendet er dann für den Moment nur mit halber Leistung und die ankommende Welle wird "verschluckt", oder wie kann man sich das denn vorstellen?

pelmazo schrieb:

Aus diesen beiden Gründen merkt der Sender nichts von den angeschlossenen Geräten, er sieht nur den Wellenwiderstand des Kabels.

Aber angenommen ich habe nun einen Sender oder sei es ein Verstärker. An die folgende Antennendose schließe ich jetzt nicht einen sondern zwei Fernseher an. Erhalten dann beide nur die halbe Leistung wie ich das verstanden habe? Es fließt ja nur der Strom der durch den Wellenwiderstand im Kabel vorgegeben ist? Würde dann dort nicht auch der Empfangspegel halbiert werden? Oder wie werden zusätzliche Dosen eingeschaltet, bzw. was macht so ein T-Stück?

Danke schonmal fürs Helfen
axim

[Beitrag von axim am 15. Aug 2006, 13:39 bearbeitet]

pelmazo
Hat sich gelöscht

#50 erstellt: 15. Aug 2006, 14:01

axim schrieb:

Genau hier setzt meine Frage an

Wenn der Ausgangswiderstand des Verstärkers oder Senders wiederum dem Wellenwiderstand des Kabels entspricht wird die Welle verschluckt. Das bedeutet in der Praxis daß die damit verbundene Energie in diesem Ausgangswiderstand "verheizt" wird, wodurch Schaden entstehen kann. Bei stehenden Wellen (Fehlanpassung) kann zudem eine starke Überhöhung von "Wellenbergen" resultieren, und der Verstärker wird durch eine zu hohe Spannung beschädigt.

Ja. Bei dcer Aufteilung wird zwangsläufig die Energie aufgeteilt, das heißt bei jedem Empfänger sinkt der Pegel.

Oder wie werden zusätzliche Dosen eingeschaltet, bzw. was macht so ein T-Stück?

Ein einfacher Drahtabzweig kann nicht für korrekte Wellenwiderstände an allen Seiten sorgen. Ein Abzweig, der den korrekten Wellenwiderstand nach allen Seiten sicherstellt, muß als Transformator aufgebaut sein oder mittels Widerständen die korrekten Impedanzen herstellen. Die Variante mit Widerständen bewirkt größere Verluste.

axim
Ist häufiger hier

#51 erstellt: 15. Aug 2006, 14:41

Viele vielen Dank schon, verstehe es schon besser! Noch eine letzte Frage,oder vielleicht habe ich auch den Punkt nur noch nicht realisiert:

pelmazo schrieb:

Also angenommen es wird nichts reflektiert, der Abschlusswiderstand ist auf das Kabel abgestimmt, dann werden ja die Wellen ganz normal ausgesendet, und zwar immer im Verlauf des Senders. Also angenommen dieser schwingt zwischen + und - 10 Volt hin und her, so wird dies auch die Welle tun. Der Sender sieht sie nie wieder.

Nun habt ihr auf der 1. Seite geschrieben, dass wenn die Welle genau invertiert am Sender eintrifft, also offenes Kabelende, am Sender ein Kurzschluss entsteht. UMax trifft auf UMin. Was heißt das jetzt? Also der Sender soll nicht angepasst sein. UMax trifft auf UMin. Was für eine Welle verlässt nun den Sender? UMax+UMin würde ja 0 ergeben, aber die Wellen sind doch trotzdem noch da?? Oder nicht? Breitet sich diese Welle also nun noch aus? Falls ja, was würde passieren falls sie auf einen angepassten Widerstand trifft? Falls nein, was ist mit der Energie der Welle pasiert?

Bedeutet Kurzschluss am Sender dass der Sender eine andere Leistung abgibt? Oder gibt er immer die gleiche Leistung aufs Kabel, egal was für reflektierte Wellen ankommen?

Was würde denn "unterwegs auf dem Kabel" in einem Widerstand passieren, wenn von der einen Seite Umax und von der anderen zeitgleich UMin ankommt?

Und das andere Beispiel, also Kabelkurzschluss auch: Am Sender treffen sich UMax und Umax. Messe ich dann als reflektiertes Signal das wieder auf die Leitung geht kurz nach dem Sender 2 * Umax, oder gibt der Sender aufgrund der höheren Spannung noch mehr Leistung ab?
Also gibt er aufgrund der Tatsache dass in dem Moment UMax * 2 anliegt trotzdem nur "seine" Welle mit Umax auf die Leitung, oder gibt er durch die anliegende Spannung noch mehr auf die Leitung (+die ankommende Welle wird reflektiert)? Also würde die Spannung auf der Leitung in dem Fall treppenförmig steigen, oder noch schneller?

Also ich hoffe du verstehst was ich meine!
Der Empfänger soll also gar nicht angepasst sein und keinen Widerstand haben, so dass er also nur Wellen reflektieren kann. Ist zwar sehr theoretisch aber ich möchte es ja trotzdem verstehen