Cinchkabel mit Schirm konfektionieren

Ich habe den heißen Leiter und die Signalmasse im Inneren, entsprechend mit dem Cinchstecker verlötet und dann das Problemkind, den Schirm. Die Aufgabe des Schirms ist ja, einfallende Störungen von den signaltragenden Leitern fernzuhalten.

Fangen wir mal ganz vorne an und sprechen vom Musiksignal. Dieses beginnt mit der Komposition und der Niederschrift der Noten. Und da ist der Weg noch klar, nämlich vom Komponisten zum Musiker. Und der Musiker kann sich (möglicherweise) schon vorstellen wie es klingen könnte, wenn er nur die Noten sieht. Und bereits da gibt es Beeinträchtigungen, etwa durch Feuer oder Kaffee auf dem Notenblatt.

Gehen wir weiter und nehmen an, wir hätten einen CD-Spieler. Da haben wir das Musiksignal und dieses gelangt von da an den Verstärker und weiter an den Lautsprecher. Dieses Musiksignal kann gestört werden, was wir zu verhindern suchen. Das Musiksignal hat jetzt aber eine ganz definierte Form, es ist elektrisch.
Wäre es ein Gleichstromsignal, dann würde es sich in einer Richtung bewegen. Der Lautsprecher ist aber kein Staubsauger, welcher die Luft in einer Richtung bewegt, sondern die Bewegung ist ein Pendeln. Damit ist klar, dass es sich beim elektrischen Signal um einen Wechselstrom handeln wird, der seine Polarität und damit seine Flussrichtung dauernd ändert.
Die Elektronen, die bewegt werden sind negativ geladen. Gibt es am einen Ende einen Elektronen-Überschuss, so messen wir eine negative Spannung. Bei Wechselstrom bewegen sich also die negativen Elektronen mal in die eine und mal in die andere Richtung. Daraus resultiert eine negative oder positive Spannung. Daraus wird aber auch klar, dass wir zwar eine Signalrichtung haben, nämlich von der Quelle zum Verstärker, aber wir haben keine definierte Stromrichtung, denn diese ändert dauernd.

Und es gibt noch etwas, das wir beachten müssen: Ein Kabel hat eine bestimmte Menge an freien Elektronen. Würde eine fehlen, so entstände ein Spannungspotential (Plus) welches ein Elektron anziehen würde, um den Fehler auszugleichen. Wenn also der CDP Elektronen ans Kabel abgibt, kommen die am Ende des Kabels wieder raus. Der entstehende Überschuss am Verstärker muss aber an den CDP zurückgeleitet werden, weil dieser sonst zu wenig Elektronen hätte. Dies geschieht durch die Rückleitung (als Signalmasse bezeichnet).

Auch wenn die Signalrichtung von der Quelle zum Verstärker klar ist, so ist die Stromrichtung nicht klar, weil wechselnd. Klar ist aber, dass es immer beide Leitungen braucht, nämlich die "heisse" Signalleitung und die Rückleitung (Signalmasse).Ohne diese Masse wäre die Verbindung unterbrochen.

Jetzt sprichst Du vom Schirm, welcher Einstreuungen verhindern soll. Und Du sprichst von den Signal- und Masseleitern. Mal angenommen, wir hätten den Schirm, diesen aber nirgends angeschlossen. Wenn wir uns z.B. durch Bewegung auf einem Teppich elektrostatisch aufgeladen haben, dann tragen wir freie Elektronen mit uns rum. Und sobald wir an einen Massepunkt kommen, werden diese Elektronen abgeleitet. Dies geschieht mit einem kleinen "Blitzchen" und einem elektrischen Schlag. Wenn wir nun die Signalleitung des CDP berühren würden, so würden die Elektronen da landen und einen Knacks auslösen. Wenn wir die Signalmasse berühren, so passiert das Selbe, denn die Masse ist die Rückleitung des elektrischen Tonsignals.
Und wenn wir den Schirm berühren würden, der nirgends angeschlossen ist, so lädt sich dieser durch die Elektronen entsprechend auf und gibt diese Ladung wieder an Signal und Masse ab, weil es auch da zu einem Funkenüberschlag käme.

Was passiert tatsächlich? Der Funke auf die Signalleitung führt zu einem Knacks, denn diese Leitung hat eine geringe Kapazität und damit kann sich diese durch die geringe Ladung aufladen, also eine Spannung entstehen lassen.
Der Funke auf die Masse führt zu einem geringen Knacks, denn die Kapazität ist um ein vielfaches höher (da hämgt die kapazitive Verbindung zum Stromnetz dran) und damit die Spannung entsprechend geringer.
Haben wir den Funken zum Schirm und von dort zu Masse und Signal, so ist erstens die Polarität auf Signal und Masse gleich, was ein kleineres Differenzsignal ergibt (und die Differenz aus Hin- und Rückleitung ist massgebend). Und ausserdem wirkt es sich immer noch aus, denn was "ein"-schlägt schlägt auch wieder "aus". Sicher ist, dass wir keine definierte Stromrichtung haben. Und sicher ist, dass wir eine Verbindung zwischen der Signalquelle und -Senke und zwischen der Quellmasse und Senkenmasse haben müssen, damit die Verbindung zustande kommt.
Jetzt die Frage, wohin mit dem Schirm? Der muss an Masse, nur an welche? Nehmen wir an, der Funke würde direkt bei der Quelle überspringen, dann macht es Sinn, dass der Schirm dort an Masse gelegt ist. Nehmen wir an, der Funke wäre nahe am Verstärker, dann gehört dieser Punkt an Masse. Das heisst, es gibt aus dem Funken-Ort keine Definition.

Und es stellt sich auch die Frage, wie man mit zwei Polen eine dreipolige Leitung anschliessen kann. Sicher sind Signal und Signal-Masse und sicher ist auch, dass bei der Funken-Theorie der Schirm da hin gehört, wo der Funke ist, also im Zweifelsfall auf beide Seiten. Und sicher ist weiterhin, dass man nicht eine Laufrichtung definieren kann. Natürlich kommt die "Musik" aus der Quelle, aber es ist keine Musik, sondern ein elektrischer Wechselstrom mit wechselnder Laufrichtung der Elektronen. Also gibt es daraus keine Signalrichtung und damit keine Herleitung, wo der Schirm hin gehört.
Anders ist es bei symmetrischen Studioverbindungen. Da gibt es immer eine Leitung mit Plus und eine mit Minus Spannung, nur auch diese wechseln ständig. Und da die Hin- und Rückleitung separat existiert und zwar für jedes Signal separat haben diese Leitungen NICHTS mit Masse zu tun.
Nur braucht das dann dreipolige Stecker, nämlich Masse = Schirm (nicht zwingend) a-Draht (plus oder heiss) und b-Draht (mius oder kalt).
Bei der asymmetrischen Cinchverbindung ist die Rückleitung zwingend und diese ist gemeinsam aus den verschiedenen Rückleitungen und der Gerätemasse (oftmals gleichzeitig Schutzerde vom Netz) gebildet und wird durch die Schirme verbunden. Eine separate Führung der Signalmasse und des Schirms ist eigentlich bei zwei Polen nicht möglich und gemäss obiger Beschreibung nicht von Vorteil.

Normalerweise braucht man nach folgendem Satz nicht mehr weiterlesen:

Gerne erörtere ich mein Verständnisproblem an Hand eines Sommer Galileos, welches für einen Laien wie mich den idealen Aufbau hat

Das Galileo (Mikrofonkabel) ist ein Kabel für symmetrische Verbindungen (z.B. XLR) und somit für asymmetrische Verbindungen (z.B. Cinch) nicht gut geeignet. Für asymmetrische NF-Signalverbindungen nimmt man ein ausreichend geschirmtes Koaxialkabel und nichts Anderes.

Jeck-G schrieb:

Normalerweise braucht man nach folgendem Satz nicht mehr weiterlesen: Gerne erörtere ich mein Verständnisproblem an Hand eines Sommer Galileos, welches für einen Laien wie mich den idealen Aufbau hat Das Galileo (Mikrofonkabel) ist ein Kabel für symmetrische Verbindungen (z.B. XLR) und somit für asymmetrische Verbindungen (z.B. Cinch) nicht gut geeignet. Für asymmetrische NF-Signalverbindungen nimmt man ein ausreichend geschirmtes Koaxialkabel und nichts Anderes.

Genau: Innenleiter für das Signal, Abschirmung für die Masse - die dann natürlich beidseitig angeschlossen sein muss.
Der koaxiale Aufbau an sich schützt vor Einstreuungen. Siehe Physikbuch Mittelschule.

Sorry für die Verspätung. Die Gesundheit. Erstmal Danke für die Antwort, auch wenn mir nach mehrfachem Lesen noch nicht alles klar geworden ist. Deshalb wage ich es, noch einmal nachzufragen:

richi44 schrieb:

Wenn wir die Signalmasse berühren, so passiert das Selbe, denn die Masse ist die Rückleitung des elektrischen Tonsignals

Deshalb ist ja auch die Idee, den Schirm von dem Signal zu trennen.
Wenn ich den Schrim nur einseitig anschließe, ist er eben kein Bestandteil des Nutzsignals, sondern nur Schirm, der wie ein Blitzableiter agiert und damit wirken Einstreuungen nur auf den Schrim (oder zwischen Schirm und Masse) und eben nicht auf das Musiksignal.

richi44 schrieb:

Und wenn wir den Schirm berühren würden, der nirgends angeschlossen ist, so lädt sich dieser durch die Elektronen entsprechend auf und gibt diese Ladung wieder an Signal und Masse ab, weil es auch da zu einem Funkenüberschlag käme.

Ich denke, genau das wird durch das Dieelektrikum verhindert. Zwischen nicht angeschlossenem Schirm und Signalmasse liegt dann ja ein sehr großer Widerstand.

richi44 schrieb:

Haben wir den Funken zum Schirm und von dort zu Masse und Signal,

Wiese Masse UND Signal? Vom Schirm nur zur Masse. Das ist ein Kurzschluß nur zwischen den Beiden und der heiße Leiter sollte davon nicht betroffen sein. Vermutlich liegt hier mein Verständnisproblem?

Jeck-G schrieb:

Für asymmetrische NF-Signalverbindungen nimmt man ein ausreichend geschirmtes Koaxialkabel

Machen wir. Damit stellt sich aber das gleiche Problem. Nehmen wir dieses als Beispiel:

[thumb]http://www.wm-audio.de/NF5.3.jpg[/thumb]

Sollte mit zwei durch eine Isolationsschicht getrennten Geflechten ausreichend geschirmt sein. Das innere für Masse, den Äußeren fürn Schirm. Laut der gängigen Meinung müßte ich die beiden Geflechte zusammen verdrillen (also parallel schalten) und dann am Stecker verlöten.

Nochmal, ich möchte auch überhaupt nicht anzweifeln, das es Sinnvoll ist, Schirm und Signalmasse zu kombinieren, ich würde nur gerne verstehen, wo mein Denkfehler liegt.

Wenn wir das Signal vom Schrim trennen wollen, so muss die ganze Schaltung entweder voll symmetrisch sein (mit Trafo-Eingang) oder es gibt keine Verbindung zwischen der Schaltung und der Gehäusemasse, an welcher der Schirm liegt. Ersteres ist klar, aber das geht nicht mit Cinch, denn da haben wir ja Schirm und Signal, also rein vom Stecker her nur zwei Pole, somit ist die Trennung von Schirm und Masse (Signal-Rückleitung) nicht möglich.

Der ganze Trick ist also die Trennung der Schaltung von der Schirmung. Es gibt z.B.Messgeräte, welche ein Metallgehäuse haben, das als Abschirmung dient, intern ist aber die ganze Messelektronik von diesem Gehäuse getrennt. Wenn ich das Gehäuse mit der Netzerde verbinde, so werden Störungen auf das Gerät (Gehäuse) gegen Netzerde abgeleitet. Wie gut dies möglich ist hängt von der Ausgestaltung der Netzerde ab.
Hier eine prinzipielle Möglichkeit. Das Nutzsignal liegt am Transistor zwischen Basis und Emitter. Und da es keine Verbindung zum Schirm gibt kann man dies als symmetrischen Eingang betrachten. Und Störungen, welche auf den Schirm einwirken werden durch die Kapazität zwischen Schirm und Signaldraht (oder Massedraht) auch darauf einwirken. Da die Wirkung bei gleichen Kapazitäten gleich stark ist ergibt das eine "Gleichtaktstörung", also KEIN Differenzsignal und somit keine Auswirkung.
Das wäre ein symmetrischer Schaltungseingang. Nur geht dies lediglich, wenn wir nur EINE Verbindung zur "Umwelt" haben. Hätten wir zwei Kanäle, so gäbe es von jedem Kanal einen Signaleingang, aber nur eine gemeinsame Signalmasse. Die Gemeinsamkeit würde dazu führen, dass eine Störung an Kanal A als Gleichtaktsignal anliegt und sich somit nicht auswirkt, an Kanal B aber wirkt es lediglich auf den Signal-Rückfluss und erzeugt an jenem Eingangsverstärker ein Differenzsignal, bestehend aus NULL Eingang und EINS Rückfluss. Wir hätten also den einen Eingang sauber, aber den anderen gestört.

Konkret müssten wir dafür sorgen, dass es keine Verbindungen von Signal zu einer gemeinsamen Masse gibt. Nur dann macht der nur einseitig aufgelegte Schirm oder die Trennung zwischen Schirmmasse und Signalmasse Sinn. Dies geht wie gesagt mit Trafos. Dies geht halbwegs mit elektronischer Symmetrierung aber dies geht nicht mit der separaten Führung von Schirm und Signalmasse mit irgendwo stattfindender Verkopplung. Diese Verkopplung haben wir aber IMMER, wenn wir mit zweipoligen Steckern arbeiten und den Schirm mit übertragen wollen!