Symmetrisch / Unsymmetrisch / 6dB Pegelverlust - Aufklärungsthread

[Sampa]

Die symmetrischen Ein- und Ausgänge von Tonstudiogeräten können sehr verschieden gestaltet sein.
Man kann elektronisch über Operationsverstärker symmetrieren oder Transformatoren (auch "Übertrager" genannt verwenden.
Kombiniert man diese Bauformen nun noch mit den unterschiedlichen Verkabelungsarten (einandrig geschirmt / "Mono Klinke" / "unsymmetrisch" oder zweiadrig geschirmt / "Stereoklinke" / "symmetrisch") kommt man auf eine Vielzahl von Möglichkeiten.

Ich möchte in diesem Beitrag aufzeigen, welche Arten von Verbindungen funktionieren und wo es eher zu Problemen kommen kann. Ein Hauptanliegen von mir ist es das Gerücht "es kommt immer zu 6dB Pegelverlust beim Wechsel von symmetrischer Verbindung zu unsymmetrisch" aus der Welt zu schaffen.


Um die offensichtlich korrekten Verbindungsarten habe ich mich jetzt erstmal auch gar nicht gekümmert, wir steigen direkt bei den "Sonderfällen" ein. Auch sind einige elektro(technische) Details ausgeklammert worden, es geht mir hier mehr darum das Thema relativ verständlich rüber zu bringen.


Trafosymmetrische Ein- und Ausgänge, unsymmetrisch Verbunden

Ist ansich problemlos möglich, solange "Cold" korrekt mit der Schirmmasse in einem XLR Kabel verbunden ist, oder man ein Mono Klinkenkabel verwendet welches die Verbindung zwangsweise herstellt.. Die Vorteile der symmetrischen Übertragung (Störfestigkeit etc..) und die galvanische Trennung fallen natürlich weg, aber es gibt keinen Pegelverlust.

In einen trafosymmetrischen Eingang kann immer auch ein unsymmetrisches Signal ohne Pegelverlust eingebracht werden !


Trafosymmetrischer Ausgang in unsymmetrischen Eingang

Auch das klappt natürlich ohne Probleme und Pegelverlust. Hier muss auch nicht mal zwangsweise die Gerätemasse am Ausgang verbunden werden. Ein "Groundlift" Schalter z.B. trennt diese Verbindung auf und kann gegen Brummschleifen helfen. Gleiches gilt auch für den Fall dass ein unsymmetrisches Signal ein einen trafosymmetrierten Eingang eingespeist wird.

Unsymmetrisches Signal in elektronisch symmetrierten Eingang

Hier speisen wir ein unsymmetrisches Signal in ein Gerät mit elektronisch symmetrierten Eingang ein. Solange der invertierende Eingang des Operationsverstärkers korrekt mit der Gerätemasse verbunden wird ist alles in Ordnung und es gibt keinen Pegelverlust. Monoklinkenkabel verbinden in den entsprechenden Buchsen sowieso "Cold" und "Gerätemasse" daher muss man in den meisten Fällen nicht aufpassen.



Unsymmetrische Ein- und Ausgänge "symmetrisch" verkabelt

Natürlich kann man auch ein 2 adriges, geschirmtes Kabel zur Verbindung von zwei unsymmetrischen Quellen und Eingängen verwenden. Die "Cold" Ader hängt dann halt einfach nur ungenutzt in der Luft oder ist eh parallel zum Schirm mit der Gerätemasse verbunden.



Fehlerfälle:

Hier ist eine der Signalleitungen durchtrennt.
Dies wäre ein erster Fehlerfall der entweder zu Pegelverlust + Probleme mit extra Rauschen und Brummen am Empfänger (bei elektronischer desymmetrierung) oder zum Komplettausfall des Signals (bei Trafodesymmetrierung) führt.


Der gezeigte Fall kann auftreten, wenn beispielsweise entweder die Hot oder Cold Leitung im XLR Kabel abgerissen ist, oder man einen Klinke - XLR Adapter verwendet der Cold und Gerätemasse nicht verbindet. Einer der beiden Operationsverstärkereingänge (ob + oder - ist erstmal egal) hängt "in der Luft" und führt dazu, dass der Pegel um 6dB absinkt.

Dieser Fehlerfall ist aber auf defekte oder falsche Kabel zurückzuführen, im Gegensatz zum nächsten Fall:

Einfacher, elektrisch symmetrierter Ausgang in unsymmetrischen Eingang und / oder unsymmetrisch Verkabelt:

Dies ist der wohl häufigste Fall wenn jemand mit einen -6dB Pegelproblem konfrontiert wird.

Die einfachste Form der elektronischen symmetrierung wird über einen Spannungsteiler der das Audiosignal um -6dB absenkt und einem nachgeschalteten Operationsverstärker als Invertierer realisiert (für Detailverliebte: der zweite Impedanzwandler im nichtinvertierten Signalweg ist hier der Einfachheit halber einfach weggelassen worden).

Diese Art von Ausgang mag es nicht wenn der invertierte Signalausgang auf die Gerätemasse kurzgeschlossen wird. Dabei ist es egal ob dies entweder durch einen unsymmetrischen Eingang geschieht oder durch beispielsweise ein Monoklinkenkabel welches Cold und Gerätemasse miteinander verbindet. Das "Cold" Signal wird einfach geerdet und steht dem nachfolgenden Eingang nicht mehr zur Verfügung. Genau hier ist auch der Punkt an dem der 6dB Pegelverlust auftritt.

Es gibt auch sogenannte "Cross Coupled" Ausgänge die ein Verbinden des Cold Ausgangs mit der Gerätemasse registrieren und dementsprechend den "Hot" Ausgang wieder um +6dB Anheben um den Pegelverlust auszugleichen. Diese Art von Schaltung ist aber aufwändiger und nur in wenigen Geräten so realisiert.

Hier noch etwas Literatur zu dem Thema:

"Die Audio Enzyklopädie" von Andreas Friesecke, S 350 ff

http://books.google.de/books?id=r8G1oDG28fcC&pg=PA351&lpg=PA351&dq=cross+coupled+friesecke&source=bl&ots=-X9HeDH5AL&sig=uzeOSnEjXmBnnxEifwEHOCD1hSg&hl=de&sa=X&ei=sPIuVNH0MoW_ywPZ04CwCA&ved=0CCkQ6AEwAA#v=onepage&q=cross coupled friesecke&f=false



"Geräteverbindungen" von Sengpiel

http://www.sengpielaudio.com/Geraeteverbindungen.pdf



So das wars für den Anfang. Ich hab nur mal kurz alles zusammengeschrieben, bei Bedarf kann man natürlich das Thema auch noch ausbauen und ergänzen.

 

[Symphobia]

Und heute wieder eine neue Folge von Sampa erklärt die Tonstudiowelt!

Vielen Dank und mehr davon!

 

[Sampa]

Ich ergänz den Beitrag noch um ein paar Punkte wenn ich dazu komm.

 

[Sampa]

So, noch ein bisschen ergänzt...

 

[clemenserwe]

Das ist ein toller Artikel.
Ich habe ihn deshalb in diesem Unterforum oben "angepinnt".

Vielen Dank!

 

[ModulationMatrix]

Oh maaannnn ich wollte doch nur einen Monitor an ein E-Piano anschliessen und jetzt muss ich erst Raketentechnik studieren

Nee im Ernst, ich hab ein E-Piano mit unsymmetrischen Ausgängen (Chich oder Klinke), und Monitore mit symmetrischen Eingängen (TSR). Meine Frage war jetzt ob ich den Monoklinkenstecker in den TSR Eingang am Monitor stöpseln darf. Also mir ist das im OP alles zu hoch, aber nach der Lektüre des selbigen habe ich den Eindruck dass man die besser nicht verbinden sollte, da u.U. irgendwelche ungewünschten / schädlichen Kurzschlüsse stattfinden können?

 

[David ben Jesse]

Ein symmetrischer Eingang von Deinen Monitoren kann mit einem unsymmetrischen Ausgang vom E-Piano arbeiten. Der Spannungspegel ist dann nur halb so groß, also -6dB im Vergleich zu einem symmetrischen Signal, aber das spielt dann keine so große Rolle, weil man es mit dem Laustärkeregler ausgleichen kann.

Kurzschlüsse könnten im umgekehrten Fall eintreten, wenn ein symmetrischer Ausgang auf einen unsymmetrischen Eingang gelegt wird.

P.S. Ich hatte nicht die Absicht, den guten Beitrag von Sampa zu diskreditieren, nur abkürzen...

 

[ModulationMatrix]

Kurz und verständlich, danke!

 

[Krusty]

Ein symmetrischer Eingang von Deinen Monitoren kann mit einem unsymmetrischen Ausgang vom E-Piano arbeiten. Der Spannungspegel ist dann nur halb so groß, also -6dB im Vergleich zu einem symmetrischen Signal, aber das spielt dann keine so große Rolle, weil man es mit dem Laustärkeregler ausgleichen kann.

Kurzschlüsse könnten im umgekehrten Fall eintreten, wenn ein symmetrischer Ausgang auf einen unsymmetrischen Eingang gelegt wird.

P.S. Ich hatte nicht die Absicht, den guten Beitrag von Sampa zu diskreditieren, nur abkürzen...

Du hast den Startpost garnicht gelesen oder?

 

[ModulationMatrix]

Ein symmetrischer Eingang von Deinen Monitoren kann mit einem unsymmetrischen Ausgang vom E-Piano arbeiten. Der Spannungspegel ist dann nur halb so groß, also -6dB im Vergleich zu einem symmetrischen Signal, aber das spielt dann keine so große Rolle, weil man es mit dem Laustärkeregler ausgleichen kann.

Kurzschlüsse könnten im umgekehrten Fall eintreten, wenn ein symmetrischer Ausgang auf einen unsymmetrischen Eingang gelegt wird.

P.S. Ich hatte nicht die Absicht, den guten Beitrag von Sampa zu diskreditieren, nur abkürzen...

Du hast den Startpost garnicht gelesen oder?

Doch, wie ich schrieb.

 

[ModulationMatrix]

P.S. Ich hatte nicht die Absicht, den guten Beitrag von Sampa zu diskreditieren, nur abkürzen

Genauso hab ich das auch aufgefasst, bzw mir das erhofft.

 

[Sampa]

Ein symmetrischer Eingang von Deinen Monitoren kann mit einem unsymmetrischen Ausgang vom E-Piano arbeiten. Der Spannungspegel ist dann nur halb so groß, also -6dB im Vergleich zu einem symmetrischen Signal, aber das spielt dann keine so große Rolle, weil man es mit dem Laustärkeregler ausgleichen kann.

Das stimmt leider nicht ganz.

Ich zitiere mich selbst:

Hier speisen wir ein unsymmetrisches Signal in ein Gerät mit elektronisch symmetrierten Eingang ein. Solange der invertierende Eingang des Operationsverstärkers korrekt mit der Gerätemasse verbunden wird ist alles in Ordnung und es gibt keinen Pegelverlust. Monolklinkenkabel verbinden in den entsprechenden Buchsen sowieso "Cold" und "Gerätemasse" daher muss man in den meisten Fällen nicht aufpassen.

Du verwendest ein Monoklinkenkabel, daher ist alles in Ordnung. Es ist kein Pegelverlust oder sonstige Probleme zu erwarten.

 

[ModulationMatrix]

Du verwendest ein Monoklinkenkabel, daher ist alles in Ordnung. Es ist kein Pegelverlust oder sonstige Probleme zu erwarten.

Ah nee, hatte ich nicht, hab ein Stereo Kabel. Dachte wenn die Eingangsbuchse vom Monitor TSR ist dann muss auf jeden Fall ein stereo Klinkenstecker rein, und beim E-Piano wird ein Stereostecker im Mono-Ausgang nicht schaden. Aber es ist also genau umgekehrt, besser Mono-Kabel nutzen?

 

[Sampa]

Du verwendest ein Monoklinkenkabel, daher ist alles in Ordnung. Es ist kein Pegelverlust oder sonstige Probleme zu erwarten.

Ah nee, hatte ich nicht, hab ein Stereo Kabel. Dachte wenn die Eingangsbuchse vom Monitor TSR ist dann muss auf jeden Fall ein stereo Klinkenstecker rein, und beim E-Piano wird ein Stereostecker im Mono-Ausgang nicht schaden. Aber es ist also genau umgekehrt, besser Mono-Kabel nutzen?

Ja, mit der Verwendung eines Mono Klinkenkabels gehst du in deinem Fall allen möglichen Pegelproblemen aus den Weg

 

[ModulationMatrix]

Besten Dank!

 

[suboptional]

Ich klinke mich da mal ein, weil ich gerade das 'umgekehrte Problem' habe.
Ich muss von symmetrisch (XLR male, Soundkarten-Ausgang) auf unsymmetrisch (Cinch female, HiFi-Amp Eingang) kommen.
Was ist da zu empfehlen ?

 

[Tonminister_V2]

Was ist da zu empfehlen ?

Ein unsymmetrisches Kabel benutzen. Cold (-) und Masse dazu im XLR Stecker verbinden.

 

[David ben Jesse]

Ein symmetrischer Eingang von Deinen Monitoren kann mit einem unsymmetrischen Ausgang vom E-Piano arbeiten. Der Spannungspegel ist dann nur halb so groß, also -6dB im Vergleich zu einem symmetrischen Signal, aber das spielt dann keine so große Rolle, weil man es mit dem Laustärkeregler ausgleichen kann.

Kurzschlüsse könnten im umgekehrten Fall eintreten, wenn ein symmetrischer Ausgang auf einen unsymmetrischen Eingang gelegt wird.

P.S. Ich hatte nicht die Absicht, den guten Beitrag von Sampa zu diskreditieren, nur abkürzen...

Du hast den Startpost garnicht gelesen oder?

Jau Schitt, ich hätte mir das vorher angucken sollen, die Zeit habe ich mir noch nicht genommen. Ich wollte nur das Ganze so kurz wie möglich halten, als Antwort auf die Frage von Modulationsmatrix. Tatsächlich müsste ich meine Aussage korrigieren, es könnte ein 6dB Pegelverlust entstehen, muss aber nicht unbedingt so sein. Eine allgemeine Aussage, die alle Fälle abdeckt, gibt es dazu aus meiner Sicht nicht unbedingt.

 

[cavemaen]

Allgemeiner Hinweis:

Wenn Ihr Übertrager zur galvanischen Signaltrennung verwendet, sollte der Kern des Übertragers berechnet sein; isser zu groß verschlingt er Pegel schwacher Signale wie Mikropegel,
ferner niemals im Studio die Abschirmung mit verwenden, denn so kann man sich Brummschleifen bauen, auch wenn Geräte an unterschiedlichen Phasen (unsere Steckdosen werden aufgeteilt zwischen 3 Drehstromphasen), die Differenz kann man bei Home-Recording oft hören, da der Kram unterschiedliche Eingangswiderstände aufweist und jeder Meter Kabel eine Antenne gegenüber uns umgebende Funkfrequenzen darstellt, klingt blöd - is aber so.

Egal ob Großtuchel (Pin 1+2 = a+b c=Schirm) oder XLR (Pin 2+3) zum asymetrischen Gerät auflegen und den Schirm weg lassen.

Nur auf der Bühne legt man den Schirm auf aus Sicherheitsgründen - und wenn es brummt schneidet man gern unter 50Hz ab.

Wenn umgekehr ein HiFi-Signal von 0,5V (500-700mV) zum sym. Studiogerät geführt wird, fehlt Pegel, da die Studionorm +6dB = 1,55V braucht, also das Dreifache!

Dazu gibt es HiFi-Aufholverstärker z.B. V357, V657, V457 ect.

Vorsicht vor Billig-Übertragern aus fernöstlichen Fischkonservenfabriken, die sind sauig verarbeitet, kosten Pegel & Dynamik und rosten und die losen Wicklungen verursachen Interrenzen (klingt wie Jitter).

Daher sind Übertrager von Haufe, Pikatron (gehörte zu Telefunken) teuer und gesucht!

Sollte jetzt jemand glauben, Diketal hätte das nich täuscht; Digital arbeitet mit 1V Signalpegel.

Treten in den Leitungen (Signal, Sync. Midi ect) Störungen ab 0,4V auf, bricht Euer Laden zusammen, nix geht mehr!

Da hilft weder 'ne Röhrenstufe, noch völlig überteuerte vergoldete Geräte oder linksherumverdrillte Adern in samtausgeschlagenen Teakholzschachteln für Höllenkohle, sondern nur logische Überlegungen und Grundlagen der Physik.

R.

 

[Loftone Soundfactory]

Ich hab da mal eine Frage als Non-Techniker.

Abgesehen von den Synths übers Pult laufend ist fast alles andere an Zeugs symmetrisch zu verkabeln.
Ich hab aber ein paar olle Outboard-Tools, die laut Handbuch unsymmetrisch verkabelt werden sollten.
Das prima ignoriert an eine symmetrische Patchbay gehangen und symmetrisch verdrahtet hat das alles auch tadellos funktioniert bis auf 2 Geräte, wo die symmetrische Verkabelung zu einen heftigsten Pegelverlust führte und erst dann wieder gescheit funktionierte, wenn man diese unsymmetrisch verkabelt wurden (aber nicht über die Patchbay) und dann an einer Soundcard gehängt deren Ausgänge gleichfalls symmetrisch sind.

Das verstehe ich nicht warum das bei manchen Geräten tadellos klappt aber bei anderen nicht. Dann war die Verwunderung besonders groß, als die 2 Geräte dann unsymmetrisch verkabelt an einer symmetrischen Soundcard dann doch wieder gescheit funkten. Kann es sein, dass die Soundcard (Motu 828es) rafft was in den Buchsen hängt ?

Ich ging immer davon aus, dass selbst unsymmetrische Geräte symmetrisch verkabelt den 2. Ring am Stecker ignoriert aber es dennoch gescheit funkt (wie in 9 von 10 Fällen wo ich das so gemacht hab)