Mittwoch, 27. August 2008

Die Symmetrie Falle - Mythos und Wahrheit

Immer wieder liest man, dass ein symmetrischer Eingang "besser" sei als ein asymmetrischer Eingang. Das Hauptargument dafür ist, dass in der Studiotechnik/(Professionellen Audiotechnik) die Apparate symmetrisch verkabelt sind. "Da die das im Studio so machen, muss das ja dann auch für die Heimanlage besser sein." So die Schlussfolgerung. Ergänzend dazu wird erklärt, dass sich Störsignale, weil sie auf beiden Adern gleich vorhanden seien, sich durch "die Symmetrie" auslöschen. Des weiteren wird behauptet, dass der Signal- zu Rauschspannungsabstand bei symmetrischen Eingängen höher sei als bei asymmetrischen Eingängen.
Diese Behauptungen haben sich in den Köpfen vieler Leute ohne Wenn und Aber festgesetzt.
Aber - stimmt das wirklich?

Im Vergleich zur Heimanlage sind die Leitungslängen im Studio sehr viel länger und die Apparate dort entsprechen der Schutzklasse 1. Tatsächlich sind die Störungen die in die Audioleitung eingestrahlt werden aufgrund der Leitungslänge im Studio (und auf der Bühne) beachtlich. Erdschleifen bereiten aufgrund verschiedener weit auseinander liegender Erdungspunkte Brummprobleme. Die Symmetrische Verkabelung mindert diese Störungen stark und man ist gerne bereit dafür auf der Apparateseite einschneidende Kompromisse einzugehen. Zum Glück liegen bei der Heimanlage gänzlich andere Betriebsbedingungen vor, die dann eine asymmetrische Verdrahtung mit Koaxialkabel begünstigen. ELKO-Forum

Damit sich bei symmetrischer Leitungsführung die Störungen auslöschen, müssen diese auch in gleichem Maße auf beiden Adern vorhanden sein. Bei kurzen Weglängen ist das in der Regel nicht der Fall. Beide Adern weisen verschiedene Kapazitive Nebenschlüsse auf und auf kurzer Distanz ist eine Ader stärker den Störungen ausgesetzt. Erst durch Mittelung über große Leitungslängen hinweg gleicht sich der Kapazitive Nebenschluss beider Adern an, gleiches gilt für die Störeinstrahlung. Wie bei asymmetrischer Verkabelung üblich, ist bei kurzen Leitungslängen (Heimanlage) auch bei symmetrischer Signalführung Abschirmung die wirkungsvollste Maßnahme Störungen zu unterdrücken. Deshalb werden Symmetrische Leitungen trotzdem geschirmt ausgeführt. Hinzu kommt, dass die Signalquellen in der Regel nicht symmetrisch sind und einer Abschirmung zur Störbefreiung bedürfen.
Signalquellen wie zum Beispiel Tonabnehmerspulen sind nicht, wie so oft behauptet, "von Natur aus" symmetrische Signalquellen. Die äußeren Windungen schirmen die inneren Windungen ab. Eine asymmetrische Beschaltung bringt deshalb, bei richtiger Polung, eine bessere Störbefreiung.
Die Symmetrische Verkabelung macht daher für die Heimanlage keinen Sinn.

Bei symmetrisch ausgeführten Verstärkerzügen tritt ein neues Problem auf. Dieses ist laufzeit- und bandbreitenbedingt. An der Last überlagert sich das Ausgangssignal des nicht invertierenden Verstärkerzugs mit dem des invertierenden Verstärkerzugs. Unterschiede in der Laufzeit der Verstärkerzüge führen so zu laufeitbedingten linearen Verzerrungen.

Ein symmetrischer Eingang unterdrückt zwar, wie oben ausgeführt, asymmetrische Fremdspannungen wirkungsvoll, diese asymmetrischen Fremdspannungen verursachen aber mit dem Nutzsignal neue Intermodulationsprodukte. Dies bemerkt man i.d.R. erst im Hörvergleich. Während die asymmetrische Ausführung Fehler in der Leitungsführung gnadenlos hörbar macht und dazu zwingt diese zu beseitigen, merkt man das bei der symmetrischen Ausführung erst wenn es zu spät ist.

Doch wie sieht es nun mit dem für symmetrische Eingänge/Verstärkerzüge propagiertem verbesserten Signal- zu Rauschspannungsabstand [S/N] aus?
Der Verstärkereingang hat einen (50KΩ) Abschlusswiderstand dem ein Spannungsverstärker folgt. Dieser Spannungsverstärker erzeugt ein Eigenrauschen welches sich zum Signal addiert.
Legt man nun zwei solcher Spannungsverstärker an den asymmetrischen Eingang und schaltet deren Ausgänge über Entkopplungswiderstände [ri] parallel, dann bleibt die Signalamplitude am gemeinsamen Ausgang unverändert aber die Rauschspannung sinkt um 3dB.


Führt man dagegen den Eingang symmetrisch aus, hat jeder Spannungsverstärker einen um die Hälfte verringerten Eingangs- Abschlusswiderstand. Diese ergeben bei Reihenschaltung (25KΩ+25KΩ) den gleichen Eingangswiderstand wie bei asymmetrischer Beschaltung (50KΩ). Durch die Symmetrische Beschaltung bekommt nun jeder Spannungsverstärker nur noch die Hälfte der am Eingangswiderstand (50KΩ) liegenden Signalspannung. Das mindert den Signal- zu Rauschspannungsabstand um 6dB. Durch die symmetrische Beschaltung steigt das Verstärkerrauschen um das Doppelte.

Bei d-amp.org* wurde mir freundlicherweise eine Simulation dafür zur Verfügung gestellt:



Für die "Freunde" der symmetrischen Leitungsführung ist das -ganz vorsichtig gesagt- eine schwere Katastrophe!
In der Röhrenbude will man sich daran klemmen dieses Machwerk inhaltlich zu zerpflücken. Ich darf mich da natürlich nicht Äußern, logisch. *Das gilt seit dem 09.03.10 auch für d-amp.org.


Merke:
Voodoo-HiFi erkennt man am symmetrischen Eingang.


Letzte Bearbeitung am 10.März 2010 (d-amp.org)



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Kommentare:

audiosix hat gesagt…

Wieso soll das Lehrbuchwissen eines Rauschanstiegs von 6 dB bei gleichen Resourcen
eine Katastrophe sein?

oldeurope hat gesagt…

Hallo audiosix
genau deshalb. Don't worry be happy.
Gruß Darius

audiosix hat gesagt…

In der Praxis überhaupt kein Problem, nicht mal bei Phono MC,

audiosix

oldeurope hat gesagt…

Hallo audiosix. Immerhin sind wir schon von der Behauptung weg, dass symmetrische Eingänge rauschärmer als asymmetrische sein sollen, zumindest nach „Lehrbuchwissen“. Dabei glauben doch so viele Leute durch symmetrisches Anklemmen geringeres Rauschen zu bekommen. Willst Du den Leuten, die wirklich das letzte dB S/N aus ihrer Anlage herausholen wollen, erzählen sie sollen die schlechtere symmetrische Variante wählen weil man die Verschlechterung angeblich (!) praktisch nicht hört? ???
Gruß Darius

audiosix hat gesagt…

Die Leute die ich kenne wollen auf höchstem Niveau Musik hören. Die Betrachtung eines willkürlich rausgesuchten Parameters interessiert die kaum.

Nach deiner Argumentation sind LKW auch scheisse, zu langsam.

oldeurope hat gesagt…

Hallo audiosix, wenn sich die Leute die Du kennst nicht interessieren, so ist das deren Sache. Mancher fährt vielleicht auf Deine (LKW) Vergleiche und Deine Fäkalsprache ab. Ich nicht, und deshalb ist hier Ende für audiosix.

Anonym hat gesagt…

Hallo ihr Experten,
warum glänzt Ihr so mit Halbwissen? Fragt doch mal die Meßknechte zum Beispiel im Hessischen Rundfunk. Die plagen sich damit seit Jahrzehnten rum. Die symmetrischen Ton-Leitungen schützen nur vor Eintrahlung und Brummschleifen, weiter sind beim Rundfunk keine Nachteile herausgefunden worden. Ach so, der Preis der vor- und nachgeschalteten Elektronik ist deutlich höher, teilweise exorbitant höher. Und noch etwas. Fragt die Edelspezialisten von Neumann Berlin oder Gefell und die von Schoeps Karlsruhe mal. Die plagen sich um jedes einzelne Dezibel, den beim Mikrofon ist das besonders kritisch.
dernachtwerker
www.hifimuseum.de

oldeurope hat gesagt…

So steht es ja auch im zweiten Absatz.

Gruß Darius

oldeurope hat gesagt…

Nun warte ich ja schon geraume Zeit vergeblich auf das von mb großspurig und wutschnaubend angekündigte „inhaltliche zerpflücken dieses Machwerks“.

mb schreibt in Jogis Röhrenbude:
„... Symmetrischer Betrieb ist problematisch... zumal es noch andere gute Gruende dagegen gibt, in den Eingangsstufen eines Phonoentzerrers symmetrisch zu bauen (Stichwort Rauschmass - selbiges verdoppelt sich in Differenzverstaerkern gegenueber Eintakt im selben Arbeitspunkt). ...“

Langsam begreifen die Leute.

Gruß Darius

Anonym hat gesagt…

Danke - Vernunft ist in dieser Zeit sehr rar, wenn es um Audiotechnik geht und ich freue mich immer wieder, wenn jemand Sitten und Bräuche auseinandernimmt, um fadenscheinigen Verkaufsargumenten die Basis zu nehmen. Immer weiter so! Ich kann das rein subjektiv übrigens total bestätigen und halte symmetrische Leitungen in Wohnräumen ebenfalls für unnötig.