Verständnisfrage - Was ist eine Brummschleife?

[ShebasTiHan]

Moin Leute,

ich würde gern mal wissen, was genau so eine Brummschleife ist (laienhaft erklärt, bin kein Elektriker und alles, was über Schulphysik hinaus geht, ist mir schon zu hoch ) bzw. vor allem, wie sie bezogen auf Gitarren, Verstärker und Effekte entstehen kann.

Hintergrund:
Ich hab ein Effektsetup aus 4 Effekten, Noisegate (Boss NS-2), Tuner, Stromverteiler (HB PowerPlant), Effektcontroller (MoenFX GEC8 Jr) und Drahtlosanlage (so ein Teil von AKG), die alle auf einem Effektboard sitzen. Ich nutze einen Kanal des GEC8 für den Effektloop des Amps (nämlich Kanal 3, also CH3 Send => Amp In, Amp Send => CH3 Return, und dann den Kanal halt immer anlassen. Ich schleife sozusagen die Vorstufe des Amps ein).
Weiterhin ist auf dem Board noch eine Dreifachsteckdose angebracht, in die das Powerplant, ein 12V DC-Netzteil für die Drahtlosanlage und in 9V 300mA-Netzteil für den Effektcontroller gehen.
Viel Technik, dummerweise brummts. Ich bin mir derzeit nicht sicher, ob es an den Kabeln (selbstgelötet), der Konstellation oder evtl. an so einer Brummschleife liegt.
Das Brummen lässt sich mit dem NS2 komplett rausfiltern, ist allerdings so stark, dass man beim Ausklingen von Akkorden oder schnellen, gedämpften Riffs ein Nachrauschen/-brummen hört, bevor das Gate wieder angeht. Außerdem bin ich mir (Placebo sei dank) bis heute nicht sicher, ob der Sound unverfälscht durch das Board läuft oder nicht.

Deswegen wüsste ich gern mal, was so eine Brummschleife ist und wie ich eventuell darauf testen kann, ob eine solche vorliegt

€:
Achso: Noch was vergessen. Wie sieht es mit diesem netten Teil hier aus?
Behringer HD400
Eignet sich sowas für das genannte Problem oder ist das was völlig anderes?

 

[michum]

zur Brummschleife:
das bedeutet, dass du mehrfache Masseverbindungen hast.

Eine sollst und musst du haben, aber wenn mehrere "Kabel" (in welcher Form auch immer) mit Masse parallel geführt werden, kann es zu Brummen kommen. Muss nicht, aber kann.

Kurzer Erklärung zu deinem speziellen Problem:
du benutzt das HB Powerplant, das erwiesenermaßen totaler Müll ist. Wie du überall nachlesen kannst und wie dir bestimmt auch schon mehrfach gesagt wurde (ich weiß es nicht, ich vermute es nur.)
Kauf dir eine bessere Stromversorgung. Billig: HB Powerplant Junior z.B. ist viel besser. Oder das Fame Netzteil. Stichwort galvanisch getrennte Ausgänge.

zu deinem edit: Versuch nicht, ein schlechtes Gerät mit einem anderen Gerät zu kompensieren oder besser zu machen. Tausch einfach das Schlechte aus. Nur meine Meinung

 

[ShebasTiHan]

Wow, ist das Powerplant wirklich so schlecht? Ich mein, das mit den galvanisch getrennten Ausgängen hab ich schon mehrfach gehört. Allerdings hat mir noch nie jemand so konkret von dem Powerplant abgeraten und ich hab auch schon oft genug positives Feedback davon gelesen.
Aber gut. Ein Glück, dass mein Leadgitarrist ein Powerplant Junior hat. Dann kann ich das ja einfach mal dranhängen und gucken, ob's wirklich daran liegt.

Falls nicht: Es darf gern weiterdiskutiert werden

Zur Brummschleife:
Das heißt jetzt was? Ich hab leider kA was den inneren Aufbau von Kabeln angeht. Heißt dass, wenn ich ein Teil, das eine Masseverbindung hat, mit einem anderen Teil, das auch eine Masseverbindung hat, über ein Klinkenkabel verbinde, brummt's? Was für Teile haben denn alle so eine Masseverbindung? Jedes Teil mit Netzstecker?
Kann es irgendwie zu Problemen führen, wenn ich Stromkabel zu nah an der Drahtlosanlage langführe, oder wenn Powerplant, Effektcontroller und Drahtlosanlage alle in denselben 3er-Stecker gehen?

 

[Handwerker]

Ui - eine Brummschleife für den elektrotechnischen Laien verständlich zu erklären, ist eine Herausvordernung. Ich probiere es trotzdem mal.

1. Fließt durch den elektischen Leitere ein Wechselstrom, ist er eine Antenne, die ein elektromagnetisches Feld sendet. Du hast Hausinstallation und Netzteile in der Nähe. Dadurch fließt viel Strom. Daher sind das potentiell kräftige Störquellen (Netzfrequenz 50 Hz ist das klassische Netzbrummen).
2. Jeder elektrische Leiter ist eine Antenne und kann dementsprechend auch empfangen.
3. Elektrische Audiosignale arbeiten auf sehr niedrigen Spannungspegeln (relativ zur Netzspannung im Bereich Tausenstel bis zu Zehnmilliardstel)
4. Elektrische Leiter, die als größflächige Schleife ausgelegt sind, sind besonders gute Antennen.
5. Um elektrische Signale (z.B. Audio) zu übertragen, brauchst du einen Hin- und einen Rückleiter zwischen Signalquelle und Signalempfänger. Aus Sicht des Empfängers ergeben diese beiden Leitungen eine große Schleife, je länger das Kabel desto größer die Schleifenfläche. Den Sender kann man sich dabei als Kurzschluss denken und einfach wegdenken.
6. Jede Signalverbindung ist also eine Leiterschleife und somit eine potentielle Empfangsantenne. Um Einstreuungen zu minimieren, muss man also ein Signalkabel so bauen, dass es eine möglichst schlechte Antenne ist, also die Schleifenfläche möglichst klein ist. Das erreicht man unter anderem dadurch, dass man die beiden Leiter so nahe wie möglich zueinander bringt. Man kann die beiden Leiter miteinander verdrillen oder der eine Leiter wandert sogar in das Innere des anderen Leiters (Koax-Kabel; Hinleiter ist der Zentralleiter, Rückleiter ist das Schirmgeflecht um den Zentralleiter herum). Sorgt man nicht dafür, dass die Fläche der Leiterschleife klein ist, hat man eine Brummschleife. Durch die Verwendung von Instrumentenkabeln sind diese Schleifen aber durch die Kabelkonstruktion gut minimiert und spielen kaum noch eine Rolle.

7. Masseschleife: Leider sind Hin- und Rückleiter nicht immer die einzigen elektrischen Verbindungen zwischen Sender und Empfänger. Bei den typischen asymetrischen Verbindungen ist sowohl beim Empfänger als auch beim Sender der Aussenleiter mit der Gerätemasse des jeweiligen Gerätes verbunden. Durch das Verbinden von zwei Geräten mit zwei getrennten Signalkabeln (z.B. zwei Kanäle für Stereo) kann ich also eine unter Umständen größflächige Leiterschleife bilden: Gehe von der Masse des Empfänger über die Masseverbindung des ersten Kabels zur Masse des Senders. Von dort geht es weiter über die Masseverbindung des zweiten Kabels zurück zur Masse des Empfängers -> eine geschlossene Leiterschleife mit größer aufgespannter Fläche. Diese fängt nun externe Störungen ein (typischerweise das 50Hz Signal aus deiner Hausinstallation) Und es wird ein Stromfluss um diese Masseschleife induziert.
In erster Betrachtung könnte einem nun dieser Strom egal sein, weil er ja eigentlich nicht durch die Empfängerverstärker fließt. Leider haben aber auch die Masseleitungen der Verbindungskabel einen Wiederstand. Durch diesen fließt der induzierte Schleifenstrom und produziert eine Störspannung die dann im Empfängerverstärker aufgegriffen wird.
Nun muss man also diese Masseschleife auftrennen. Im obigen Beispiel (zwei Geräte, zwei Verbindungen) würde es schon reichen, wenn man in einem der beiden Leitungen den Masseleiter auftrennen würde. In der Praxis soll das jedoch nicht so gemacht werden, weil sich Masseschleifen auch auf andere Weise einschleichen können, z.B. über die Schutzleiter an der Netzsteckdose usw. Die richtige Lösung ist dann a) eine symmetrische Signalverbindung oder b) eine potentialfreie Stromversorgung.
a) ist die klassische XLR-Verbindung, die eine potentialfreie Verbindung zwischen Signalsender und -empfänger ermöglicht. Weder Hin- noch Rückleiter sind mit den Gerätemassen beider Geräte verbunden.
b) ist nur bei Geräten ohne Schutzleiteranschluss möglich -> Effektpedale mit getrennen, galvanisch getrennten Stromversorgungen. Das ist möglich durch je ein Steckernetzteil pro Effektpedal oder eben Mehrfachnetzteile mit galvanisch getrennten Anschlüssen (HB Powerplant Junior). Bitte niemals Schutzleiter abkleben/abklemmen. Lieber Brummen als Grabesruhe.

 

[ShebasTiHan]

Wow Handkwerker, das hab ich verstanden^^ Du hast die Erklärung für einen Laien also vollbracht.

Das heißt, eine Masseschleife ergibt sich automatisch, wenn man z.B. einen Verstärker via Effektloop mit einem Effektgerät verbindet und das lässt sich auch nicht verhindern, wenn man nicht die Schleife irgendwo auftrennt. Man kann also nicht ohne zusätzlich dafür gedachte Geräte ein Effektboard im Effektloop ohne eine Masseschleife bauen. Ob sich jede dieser Schleifen dann Störsignale einfängt, ist was anderes. Soweit erstmal richtig?

D.h. wenn ich Lösung b) z.B. mit der potentialfreien Stromversorgung nutze und es trotzdem noch brummt, liegt's nicht an einer Masseschleife? Müsste ich für diese Lösung für Drathlosanlage und Effektcontroller auch besondere Netzteile besorgen, oder würden die aktuellen ausreichen, da diese ja jeweils über ein "eigenes" Netzteil betrieben werden, wo nix sonst dranhängt?

 

[Handwerker]

Das heißt, eine Masseschleife ergibt sich automatisch, wenn man z.B. einen Verstärker via Effektloop mit einem Effektgerät verbindet und das lässt sich auch nicht verhindern, wenn man nicht die Schleife irgendwo auftrennt. Man kann also nicht ohne zusätzlich dafür gedachte Geräte ein Effektboard im Effektloop ohne eine Masseschleife bauen. Ob sich jede dieser Schleifen dann Störsignale einfängt, ist was anderes. Soweit erstmal richtig?

Das ist so richtig. Aber auch, wenn man nach der Definition eine Masseschleife hat, gibt es mehrere Faktoren, wie stark sich eine Masseschleife tatsächlich bemerkbar macht.

1. Wiederstand der Masseleitung zwischen Sender und Empfänger: Durch den Spannungsabfall über diesen Wiederstand entsteht die Störung im Empfänger. Ist dieser Wiederstand klein, ist auch die Störung kleiner. Kleinen Wiederstand erreicht man durch kürzere Leitungen. Die üblichen Längen für asymetrische Instrumentenkabel sind da noch nicht so kritisch.

2. Wirksame Fläche der Leiterschleife: Um so mehr elektromagnetische Störfeldlinien von der Leiterschleife umfasst werden, desto mehr Störspannung wird induziert. Das ist also eine reine Frage der Geometrie. Die wirksame Fläche ergibt sich aus der Fläche der Leiterschleife und deren Orientierung zum Stöhrfeld. Eine Leiterschleifenfläche von 1 m², die parallel zu homogenen Störfeldlinien liegt, umschließt quasi keine Störfeldlinien. Die Wirksame Fläche ist dann 0. Da Störfelder aber nie homogen sind, kannst du den Aufbau dahin optimieren, die absolute Schleifenfläche zu minimieren. Lege die beiden Kabel also möglichst in einem Strang über den Boden. Ideal wäre verdrillen, das macht sich aber auf dem Bühnenboden nicht so gut. Aber wenn die beiden Kabel 3 cm nebeneinander liegen, dann ist das schon mal deutlich besser als mit einem Abstand von einem Meter. Verwende auch gleich lange Kabel. Der Grund dafür ist, dass Kabelüberschüsse am Emfänger oder Sender ja auch wieder eine Schleifenfläche aufspannen. Erschwerend kommt dazu, dass man aus Gründen der Ordnung gerne mal die Überlängen zu einem Bündel zusammen rollt und schlimmstenfall auf dem Verstärker ablegt, direkt über dem Netztrafo. Jeder Ring in deinem Bündel addiert sich nämlich auf die Schleifenfläche. Du hast eine Spule gebaut.

3. Vermeide Störquellen in der Nähe deiner unvermeidlichen Schleifenflächen. Wie gesagt, ist das Schlimmste, was du machen kannst, einen Kabelbündel auf den Amp zu legen. Vermeide auch, dass deine Stromversorgung auf dem Pedalboard sich innerhalb der Leiterschleife befindet. Besser: Netzteil links auf dem Brett, Wah und Audioanschlüsse rechts am Brett.

4. Stromführende Masseschleifen: Die Masseschleife durch zwei parallele Signalverbindungen ist bei Beachtung der oben genannten Punkte gut beherrschbar. Kritischer sind Masseschleifen, die durch Versorgungsstrom führende Masseleitungen geschlossen werden. Hier helfen geometrische Optimierungen nicht. Die Störung muss ja nicht erst durch ein Störfeld in die Schleife induziert werden, der Strom ist ja prinzipbedingt schon drin. Hier helfen galvanisch getrennte Stromversorgungen und Daisy-Chains.


Grüße

 

[Lukas Truninger]

Eine sehr ausführliche Anleitung zum Thema Brumm findest Du hier:
http://www.prostage.eu/guitar-rig-building-guide.html?musiker-board-de
Über ein kurzes Feedback zum Inhalt des Guitar Rig Building Guides würde ich mich freuen.

LG, Lukas

 

[Dumbledore]

Vieleicht als Ergänzung dazu:

In vielen Fällen z.B. bei Verbindungen PC/Amp zu Pult oder SonstwasGerät ensteht der Brumm nicht in erster Line durch die Einstreuung in eine Leiterschleife, sondern einfach durch den Potentialausgleichstrom von weit(er) auseinanderliegender Bezugspunkten der quasi als Störsignal über den Masseschirm fließt. Die ultimative Behebung ist hier zuvörderst die galvanische Trennung des Signals vom Bezugspotential (bei asymetrischen Signalen), manchmal hilft auch auf die Schnelle die Verbindung der beiden Massepotentiale neben der Signalleitung durch eine fette zusätzliche Leitung, sodaß der hauptsächliche Teil der Ausgleichsströme da durchfließt. Früher besaßen die Geräte oft am Chassies eine zusätzliche "Erdungsschraube", aus bestimmten Gründen ist die aber heutzutage kaum mehr anzutreffen.

Sehr viel perfider sind allerdings hochfrequente (Selbst)Schwingungen im druffzigKiloHertz Bereich. Die hört man zwar nicht direkt, aber durch Übersteuerungen oder Aliasfrequenzen kann sich das als ekeliges Zirpen oder Blubbern äußern. Die Theorie dazu ist aber ziemlich "Mathe" und hat u.a. mit der Ausbildung von Lecherleitungen zu tun.

 

[ShebasTiHan]

Sehr ausführliches Teil, auch wenn man dafür kurz seine Mail hergeben muss

Mein Problem hat sich als Brummschleife beim Wireless-Sender herausgestellt und ich werde jetzt mal den Trick aus Kapitel 7.4. ausprobieren, und den XLR-Ausgang des Senders mit dem Klinkeneingang meines Effektcontrollers verbinden. Bin ich mal gespannt

 

[Lukas Truninger]

Freue mich auf Dein Feedback, ob's geholfen hat.