chris_kah
HCA PA- und E-Technik
Störquellen
Netzstörungen
Dimmer
mit Phasenanschnittsteuerung erzeugen scharfe Schaltflanken mit 50 oder 100 Hz, mit einem Spektrum das weit noch oben reicht. Normalerweise sind Dimmer entsprechend mit Filtern funkentstört. Bei billigen Fabrikaten aber eher schlecht als recht.
Wer Audioübertragung vorhat, sollte möglichst einen getrennten Stromkreis (oder Stromkreise) verwenden. Audiokabel nicht über längere Strecken parallel zu Lichtkabeln verlegen (mal abgesehen von DMX Steuerleitungen)
Funkenstrecken
sind eine fiese Sache. Meistens entstehen sie ungewollt, wirken aber weit im Stromkreis. Sie entstehen beispielsweise bei einer schlechten Steckverbindung in einer Steckdose, und das kann ein unscheinbares kleines Steckernetzteilchen sein. Prädestiniert sind hier billige Eurostecker in ausgelutschten billigen Mehrfachsteckdosen.
Glühbirnen könne auch so etwas verursachen. Durch die Wärmeausdehnung (oder das Fließen eines Zinn-Kontaktes) kann es vorkommen, daß ein Kontakt in der Fassung nicht ganz schließt. Schraubfassungen sind nun mal keine Präzisionsteile.
Der entstehende Lichtbogen erzeugt auch ganz nette Störungen. Das kann auch eine kleine Notenpultleuchte sein, die da vor sich hinflackert und bei einem großen Kozert Ärger macht. Die Störung der Audiosignale findet meist den Weg über das Netzteil eines
Gerätes in die Schaltung.
Selbst ein ganz tolles Mischpult ist dagegen nicht gefeit, wenn es so ein versautes Signal beispielsweise von einem Keyboard-Submixer bekommt.
Schaltnetzteile
werden zunehmend beliebter, haben einen hohen Wirkungsgrad und einen großen Eingangsbereich (100-240V). Außerdem sind sie klein und kompakt. Wenn sie richtig gebaut sind gibt es wegen der höheren Taktfrequenzen (üblich sind 50 kHz bis 1MHz,
der Großteil arbeitet im Bereich von 100 kHz bis 300 Khz) keine Störungen im Audiobereich.
Schlecht dimensionierte Schaltnetzteile können bei Teillast jedoch in einen intermittierenden Betrieb übergehen, und der kann sich im hörbaren Bereich einstellen. Der intermittierende Betrieb erhöht den Wirkungsgrad bei geringer Last.
Netzseitig haben Schaltnetzteile üblicherweise ein Netzfilter, um Rückwirkungen in das Stromnetz zu verhindern. Die Störstrahlung wird bei der Abnahme gemessen und muß unter einem bestimmten Grenzwert liegen (englisch heißt das "conducted emission").
Potentialdifferenzen durch Schutznullung und Leitungswiderstand
können zu Brummen führen.
Nur zur Wiederholung:
Es gibt hauptsächlich 2 Verschaltungen der Netzstominstallation. (Übersicht siehe http://de.wikipedia.org/wiki/TN-System)
Zur Zeit Vorschrift und üblich ist die Schutzerdung mit 3 Leitern,
bei der ein Leiter die Phase hat (P, braun oder schwarz) einer den Nulleiter (N, blau) und einer die getrennte (schutz-) Erde (PE, gelb-grün). (im Wikipedia Artikel ist das das TNCS Netz oder TNS Netz, Phase ist einer der 3: L1, L2 oder L3)
Daneben gibt es aber auch ältere Gebäudeinstallationen mit Schutznullung. Dabei wird nur die Phase und die Erde=Schutzerde verteilt. In der Steckdose wird dann der eine Steckkontakt mit der Phase verbunden, der andere Steckkontakt (früher im Sprachgebrauch: Null heute: PEN) zusammen mit dem Schutzkontakt angeschlossen.
Gerade bei dieser älteren 2. Variante kann es Probleme geben, wenn Geräte an 2 verschiedenen Steckdosen im Raum angeschlossen und zusammen verschaltet werden.
(im Wikipedia Artikel ist das das TNC Netz, Phase ist einer der 3: L1, L2 oder L3). Das Kabel in der Wand ist kein idealer Leiter, sondern hat einen (kleinen) Widerstand. Dennoch können darüber einige Volt abfallen, wenn der Stromkreis belastet ist. Sicherheitstechnisch ist das noch OK, es entstehen keine gefährichen Berührspannungen.
Wird nun aber ein anderes Gerät an eine andere Steckdose im Raum angeschlossen und mit dem ersten verschaltet (Beispiel Mischpult-Aktivbox), so haben die Massen der beiden Geräte duch diesen Spannungsabfall ein unterschiedliches Potential.
Sind das mehrere Volt, so kann es sein, daß selbst die Gleichtaktunterdrückung eines symmetrischen Eingangs nicht mehr ausreicht bzw. so weit aus seinem zulässigen Arbeitspunkt verschoben ist, daß sich ein deulich hörbares Netzbrummen einstellt.
Das hier ist eine Masseschleife, und zwar eine mit richtig viel Wumms weil hier Lastströme mit deutlichem Spannungsabfall in einem Teil der Schleife im Spiel sind.
Masseschleifen
entstehen, wenn die Masse von miteinander verschalteten Geräten sowohl über die Signalmasse als auch über die Schutzerdung verbunden wird. Die von der Masseschleife aufgespannte Fläche wirkt nun als Antenne. Der eingekoppelte Ringstrom kann sich durch Übersprechen auf das Signal als Brummen bemerkbar machen.
Oft wird aus Angst vor derartigen Masseschleifen irgendwo ein Schutzleiter abgeklebt oder eine Schirmung eines Audiokabels unterbrochen.
Ersteres ist im Falle eines Defekts Lebensgefährlich, das Zweite ist unklug. Wenn schon, dann sollten die Trennungen mit einem Übertrager erfolgen. Generell wird die Wirkung von Masseschleifen stark überschätzt.
Bei kleinen Schleifen und niederohmigen Übertragungsleitungen sowie symmetrischer Übertragung passiert meist ohnehin gar nichts.
Besser ist es, eine möglichst kurze, gut leitende Masse zwischen zusammen verschalteten Geräten zu haben, beispielsweise in einem Rack. Mehr dazu weiter unten bei praktischen Aufbautipps.
Handy, Funkeinstrahlungen
Die hochfrequente Strahlung wird eigentlich nie direkt ins Audio-Signal übertragen. Was hier passiert ist, daß durch die hochfrequente Einstrahlung ein aktives Bauteil soweit aus seinem Arbeitspunkt verschoben wird, daß eine Demodulation stattfindet. So beispielsweise das typische Gegacker von Handys, die gerade eine Verbindung aufbauen. Hier wird Hochfrequenz gepulst, und das in einem Rhythmus, der hörbar ist.
Abhilfe schafft hier ein HF Entstörfilter (bei Analogeingängen) oder ein schmaler Bandpaß (Antenneneingang von Funkmikros etc.) Am besten ist das schon im betroffenen Gerät eingebaut, nachrüsten wird sehr schwierig oder wirkt nicht an der richtigen Stelle.
Magnetische Einkopplungen
Streufelder von Transformatoren
Das können interne Netztransformatoren in Geräten sein aber auch
herumliegende einfache Netzgeräte.
Röhrenbildschirme
mit einer Elektronenstrahlröhre haben starke Ablenkmagneten. Die Vertikalablenkung (50 Hz) und die Horizontalablenkung (etwa 15 kHz) können in Audioleitungen einstreuen.
Leuchtstofflampen mit ihren Drosselspulen erzeugen auch ein weitreichendes Streufeld.
Anfällig für magnetische Störungen sind Audiotransformatoren (DI-Boxen und Line Übertrager) wenn sie magnetisch schlecht geschirmt sind sowie magnetische Tonabnehmer von E-Gitarren und Bässen. Single Coil Abnehmer sind wesentlich anfälliger als Humbucker, die durch ihre gegenläufigen Wicklungen (bei gegenläufig gepolten Magneten) ein eingestreutes Störsignal auslöschen.
- Magnetische Einstreuungen sind schwer zu schirmen
Bei magnetischen Tonabnehmern empfehlen sich Humbucker. Es gibt schmale Humbucker in der Größe von Single Coil Abnehmern. Gute dynamische Mikrofone haben in der Regel Brummkompensationsspulen.
Bei Audiotransformatoren kann man mit einer Mu-Metall Schirmung noch so manches auffangen. Ein reines Blechgehäuse hilft oft nicht.
Schlechte Laptop-Netzteile
davon hört man immer wieder. Dafür gilt alles, was oben über Schaltnetzteile steht.
Gezüchtet sind die auf kleine Bauform und besten Wirkungsgrad.
Hier gibt es kein Patentrezept. Manchmal hilft ein Line-Übertrager oder eine DI Box, um ein Brummen zu vermeiden. Oder eine externe Soundkarte über USB.
Ganz fein ist natürlich eine optische Übertragung vom Computer auf einen Wandler, der im Audio-Stromkreis sitzt. Der billigste mir bekannte ist der Behringer Ultramatch http://www.musik-service.de/behringer-src-2496-ultramatch-prx395662459de.aspx mit optischem S/PDIF und symmetrischen Ausgängen).
Oft hilft es auch, den Laptop einfach auf Akku laufen zu lassen (wenn es die Laufzeit zuläßt) oder ein anderes Netzteil zu verwenden.
Wackelkontakte an Audiokabeln
kennt vermutlich jeder. Ich möchte zunächst auf 2 extreme Fälle hinweisen.
Tritt ein Wackelkontakt auf einer Mikrofonleitung mit Phantomspeisung auf so gibt das gewaltige Schläge. Genauso ist es bei Taschensendern von Funkmikrofonen bei Headsets und Lavaliermikrofonen. Die Mikrofonkapseln sind hier Kondensatorkapseln mit Tonaderspeisung, selten mit Fernspeisung über eine extra Ader.
In beiden Fällen geht eine Versorgunsgsspannung zusammen mit einem sehr kleinen Audiosignal über eine Leitung. Bei einem Wackelkontakt gerät nun der Hub verursacht von einer Versorgungsunterbrechung auf den Audioeingang und wird dort zu einem riesigen Knall verstärkt. (Sehr vereinfacht ausgedrückt)
Dann kann es sein daß entweder die Signalader oder die Masse eine Unterbrechung haben.
Oft ist es ein Ermüdungsbruch, der möglicherweise noch kapazitiv überkoppelt. In diesem Fall ist das Signal bei einem Signaladerbruch stark höhenlastig und leiser. Wenn man das versucht durch mehr Verstärkung auszugleichen wird oft auch der Netzbrumm mitverstärkt.
Bei einem Massebruch ist das Signal meist mit einem unerträglichen Netzbrumm überlagert. Gelegentlich kommt es vor, daß dieser Brumm beim Berühren eines betroffnen Gerätes lauter wird.
Abhilfe: Kabel ersetzen oder reparieren. Brüche treten in den meisten Fällen in der Nähe der Steckverbinder auf. Dort wird das Kabel am stärksten belastet (Zug und Knickbelastung). Oft hilft es, das Kabel 10 - 50 cm am Stecker abzuschneiden und den Stecker neu zu montieren. (Ok, die 50 cm werden bei Patchkabeln schwierig
)
Netzstörungen
Dimmer
mit Phasenanschnittsteuerung erzeugen scharfe Schaltflanken mit 50 oder 100 Hz, mit einem Spektrum das weit noch oben reicht. Normalerweise sind Dimmer entsprechend mit Filtern funkentstört. Bei billigen Fabrikaten aber eher schlecht als recht.
Wer Audioübertragung vorhat, sollte möglichst einen getrennten Stromkreis (oder Stromkreise) verwenden. Audiokabel nicht über längere Strecken parallel zu Lichtkabeln verlegen (mal abgesehen von DMX Steuerleitungen)
Funkenstrecken
sind eine fiese Sache. Meistens entstehen sie ungewollt, wirken aber weit im Stromkreis. Sie entstehen beispielsweise bei einer schlechten Steckverbindung in einer Steckdose, und das kann ein unscheinbares kleines Steckernetzteilchen sein. Prädestiniert sind hier billige Eurostecker in ausgelutschten billigen Mehrfachsteckdosen.
Glühbirnen könne auch so etwas verursachen. Durch die Wärmeausdehnung (oder das Fließen eines Zinn-Kontaktes) kann es vorkommen, daß ein Kontakt in der Fassung nicht ganz schließt. Schraubfassungen sind nun mal keine Präzisionsteile.
Der entstehende Lichtbogen erzeugt auch ganz nette Störungen. Das kann auch eine kleine Notenpultleuchte sein, die da vor sich hinflackert und bei einem großen Kozert Ärger macht. Die Störung der Audiosignale findet meist den Weg über das Netzteil eines
Gerätes in die Schaltung.
Selbst ein ganz tolles Mischpult ist dagegen nicht gefeit, wenn es so ein versautes Signal beispielsweise von einem Keyboard-Submixer bekommt.
Schaltnetzteile
werden zunehmend beliebter, haben einen hohen Wirkungsgrad und einen großen Eingangsbereich (100-240V). Außerdem sind sie klein und kompakt. Wenn sie richtig gebaut sind gibt es wegen der höheren Taktfrequenzen (üblich sind 50 kHz bis 1MHz,
der Großteil arbeitet im Bereich von 100 kHz bis 300 Khz) keine Störungen im Audiobereich.
Schlecht dimensionierte Schaltnetzteile können bei Teillast jedoch in einen intermittierenden Betrieb übergehen, und der kann sich im hörbaren Bereich einstellen. Der intermittierende Betrieb erhöht den Wirkungsgrad bei geringer Last.
Netzseitig haben Schaltnetzteile üblicherweise ein Netzfilter, um Rückwirkungen in das Stromnetz zu verhindern. Die Störstrahlung wird bei der Abnahme gemessen und muß unter einem bestimmten Grenzwert liegen (englisch heißt das "conducted emission").
Potentialdifferenzen durch Schutznullung und Leitungswiderstand
können zu Brummen führen.
Nur zur Wiederholung:
Es gibt hauptsächlich 2 Verschaltungen der Netzstominstallation. (Übersicht siehe http://de.wikipedia.org/wiki/TN-System)
Zur Zeit Vorschrift und üblich ist die Schutzerdung mit 3 Leitern,
bei der ein Leiter die Phase hat (P, braun oder schwarz) einer den Nulleiter (N, blau) und einer die getrennte (schutz-) Erde (PE, gelb-grün). (im Wikipedia Artikel ist das das TNCS Netz oder TNS Netz, Phase ist einer der 3: L1, L2 oder L3)
Daneben gibt es aber auch ältere Gebäudeinstallationen mit Schutznullung. Dabei wird nur die Phase und die Erde=Schutzerde verteilt. In der Steckdose wird dann der eine Steckkontakt mit der Phase verbunden, der andere Steckkontakt (früher im Sprachgebrauch: Null heute: PEN) zusammen mit dem Schutzkontakt angeschlossen.
Gerade bei dieser älteren 2. Variante kann es Probleme geben, wenn Geräte an 2 verschiedenen Steckdosen im Raum angeschlossen und zusammen verschaltet werden.
(im Wikipedia Artikel ist das das TNC Netz, Phase ist einer der 3: L1, L2 oder L3). Das Kabel in der Wand ist kein idealer Leiter, sondern hat einen (kleinen) Widerstand. Dennoch können darüber einige Volt abfallen, wenn der Stromkreis belastet ist. Sicherheitstechnisch ist das noch OK, es entstehen keine gefährichen Berührspannungen.
Wird nun aber ein anderes Gerät an eine andere Steckdose im Raum angeschlossen und mit dem ersten verschaltet (Beispiel Mischpult-Aktivbox), so haben die Massen der beiden Geräte duch diesen Spannungsabfall ein unterschiedliches Potential.
Sind das mehrere Volt, so kann es sein, daß selbst die Gleichtaktunterdrückung eines symmetrischen Eingangs nicht mehr ausreicht bzw. so weit aus seinem zulässigen Arbeitspunkt verschoben ist, daß sich ein deulich hörbares Netzbrummen einstellt.
Das hier ist eine Masseschleife, und zwar eine mit richtig viel Wumms weil hier Lastströme mit deutlichem Spannungsabfall in einem Teil der Schleife im Spiel sind.
Masseschleifen
entstehen, wenn die Masse von miteinander verschalteten Geräten sowohl über die Signalmasse als auch über die Schutzerdung verbunden wird. Die von der Masseschleife aufgespannte Fläche wirkt nun als Antenne. Der eingekoppelte Ringstrom kann sich durch Übersprechen auf das Signal als Brummen bemerkbar machen.
Oft wird aus Angst vor derartigen Masseschleifen irgendwo ein Schutzleiter abgeklebt oder eine Schirmung eines Audiokabels unterbrochen.
Ersteres ist im Falle eines Defekts Lebensgefährlich, das Zweite ist unklug. Wenn schon, dann sollten die Trennungen mit einem Übertrager erfolgen. Generell wird die Wirkung von Masseschleifen stark überschätzt.
Bei kleinen Schleifen und niederohmigen Übertragungsleitungen sowie symmetrischer Übertragung passiert meist ohnehin gar nichts.
Besser ist es, eine möglichst kurze, gut leitende Masse zwischen zusammen verschalteten Geräten zu haben, beispielsweise in einem Rack. Mehr dazu weiter unten bei praktischen Aufbautipps.
Handy, Funkeinstrahlungen
Die hochfrequente Strahlung wird eigentlich nie direkt ins Audio-Signal übertragen. Was hier passiert ist, daß durch die hochfrequente Einstrahlung ein aktives Bauteil soweit aus seinem Arbeitspunkt verschoben wird, daß eine Demodulation stattfindet. So beispielsweise das typische Gegacker von Handys, die gerade eine Verbindung aufbauen. Hier wird Hochfrequenz gepulst, und das in einem Rhythmus, der hörbar ist.
Abhilfe schafft hier ein HF Entstörfilter (bei Analogeingängen) oder ein schmaler Bandpaß (Antenneneingang von Funkmikros etc.) Am besten ist das schon im betroffenen Gerät eingebaut, nachrüsten wird sehr schwierig oder wirkt nicht an der richtigen Stelle.
Magnetische Einkopplungen
Streufelder von Transformatoren
Das können interne Netztransformatoren in Geräten sein aber auch
herumliegende einfache Netzgeräte.
Röhrenbildschirme
mit einer Elektronenstrahlröhre haben starke Ablenkmagneten. Die Vertikalablenkung (50 Hz) und die Horizontalablenkung (etwa 15 kHz) können in Audioleitungen einstreuen.
Leuchtstofflampen mit ihren Drosselspulen erzeugen auch ein weitreichendes Streufeld.
Anfällig für magnetische Störungen sind Audiotransformatoren (DI-Boxen und Line Übertrager) wenn sie magnetisch schlecht geschirmt sind sowie magnetische Tonabnehmer von E-Gitarren und Bässen. Single Coil Abnehmer sind wesentlich anfälliger als Humbucker, die durch ihre gegenläufigen Wicklungen (bei gegenläufig gepolten Magneten) ein eingestreutes Störsignal auslöschen.
- Magnetische Einstreuungen sind schwer zu schirmen
Bei magnetischen Tonabnehmern empfehlen sich Humbucker. Es gibt schmale Humbucker in der Größe von Single Coil Abnehmern. Gute dynamische Mikrofone haben in der Regel Brummkompensationsspulen.
Bei Audiotransformatoren kann man mit einer Mu-Metall Schirmung noch so manches auffangen. Ein reines Blechgehäuse hilft oft nicht.
Schlechte Laptop-Netzteile
davon hört man immer wieder. Dafür gilt alles, was oben über Schaltnetzteile steht.
Gezüchtet sind die auf kleine Bauform und besten Wirkungsgrad.
Hier gibt es kein Patentrezept. Manchmal hilft ein Line-Übertrager oder eine DI Box, um ein Brummen zu vermeiden. Oder eine externe Soundkarte über USB.
Ganz fein ist natürlich eine optische Übertragung vom Computer auf einen Wandler, der im Audio-Stromkreis sitzt. Der billigste mir bekannte ist der Behringer Ultramatch http://www.musik-service.de/behringer-src-2496-ultramatch-prx395662459de.aspx mit optischem S/PDIF und symmetrischen Ausgängen).
Oft hilft es auch, den Laptop einfach auf Akku laufen zu lassen (wenn es die Laufzeit zuläßt) oder ein anderes Netzteil zu verwenden.
Wackelkontakte an Audiokabeln
kennt vermutlich jeder. Ich möchte zunächst auf 2 extreme Fälle hinweisen.
Tritt ein Wackelkontakt auf einer Mikrofonleitung mit Phantomspeisung auf so gibt das gewaltige Schläge. Genauso ist es bei Taschensendern von Funkmikrofonen bei Headsets und Lavaliermikrofonen. Die Mikrofonkapseln sind hier Kondensatorkapseln mit Tonaderspeisung, selten mit Fernspeisung über eine extra Ader.
In beiden Fällen geht eine Versorgunsgsspannung zusammen mit einem sehr kleinen Audiosignal über eine Leitung. Bei einem Wackelkontakt gerät nun der Hub verursacht von einer Versorgungsunterbrechung auf den Audioeingang und wird dort zu einem riesigen Knall verstärkt. (Sehr vereinfacht ausgedrückt)
Dann kann es sein daß entweder die Signalader oder die Masse eine Unterbrechung haben.
Oft ist es ein Ermüdungsbruch, der möglicherweise noch kapazitiv überkoppelt. In diesem Fall ist das Signal bei einem Signaladerbruch stark höhenlastig und leiser. Wenn man das versucht durch mehr Verstärkung auszugleichen wird oft auch der Netzbrumm mitverstärkt.
Bei einem Massebruch ist das Signal meist mit einem unerträglichen Netzbrumm überlagert. Gelegentlich kommt es vor, daß dieser Brumm beim Berühren eines betroffnen Gerätes lauter wird.
Abhilfe: Kabel ersetzen oder reparieren. Brüche treten in den meisten Fällen in der Nähe der Steckverbinder auf. Dort wird das Kabel am stärksten belastet (Zug und Knickbelastung). Oft hilft es, das Kabel 10 - 50 cm am Stecker abzuschneiden und den Stecker neu zu montieren. (Ok, die 50 cm werden bei Patchkabeln schwierig
)- Eigenschaft
