Home > Analog > Misc_Tech > DIN-Steckverbindungen ... Impressum | E-Mail  Magn Speicherung 1  Magn Speicherung 2  Spulenbändertest     Langspielbänder     Studiobänder  Bandgeräte einmessen  Aussteuerungsprobleme  Aussteuerungsmeßgerät  Pegelmeßgerät PGM 120  Spielzeit  Normen Meßtechnik 1  Normen Meßtechnik 2  Entzerrungszeitkonstanten  DIN-Steckverbindungen  Kompander  Tonh Schw Meßgerät  Symm. Verstärker  Schellackentzerrer  Millivoltmeter  Wechselspg-Millivoltmeter  Spannungsreferenz Angus McKenzie DIN-Steckverbindungen und ihre Kompatibilität aus britischer Sicht   Die elektrische und mechanische Verbindung von Komponenten einer Hi-Fi-Anlage wirft eine ganze Reihe von Problemen auf, die bei der vor mehr als zwanzig Jahren geschaffenen DIN-Norm nicht vorausgesehen werden konnten. Neben den DIN-Anschlußmöglichkeiten ist auch die Ausstattung von Geräten mit Cinch-Steckern international verbreitet. Bereits hinter der nach außen so einfach erscheinenden Beschaltung eines DIN-Steckers verbirgt sich weit mehr, als sich auf den ersten Blick vermuten läßt, und das Zusammentreffen beider Systeme gibt einen zusätzlichen Anlaß, sich mit dem Thema zu beschäftigen.   Die Mehrzahl der auf dem europäischen Markt erhältlichen Hi-Fi-Geräte weist meist eine derartige Vielzahl von unterschiedlichen Anschlußbuchsen und Steckeranordnungen auf, daß eine gewisse Verwirrung beim Käufer schon verständlich ist. Ich bin so oft gefragt worden, warum ein bestimmter Receiver einen Kassettenrecorder der Marke X übersteuert oder warum beim Anschluß eines anderen Kassettendecks Höhen fehlen, daß ich versuchen möchte, ein wenig Licht in den Verbindungswirrwarr auf dem Hi-Fi-Gebiet zu bringen. Der DIN-Normenausschuß empfahl in den 50er ]ahren eine dreipolige Steckverbindung, mit der Ein- und Ausgang eines Tonbandgerätes gleichzeitig mit einem Rundfunkempfänger verbunden werden konnten. Der Stift 2 in der Mitte diente dabei als gemeinsamer Masseanschluß für Ein- und Ausgang. Die Nf-Leitungen waren zwar von einer gemeinsamen Isolierung umhüllt, hatten jedoch getrennte Schirme, die am Stecker wieder zusammengefaßt wurden. Cinch-Verbindungen wurden in England zuerst für den Export in die USA hergestellt und fanden dann auch bald Verwendung bei einheimischen Geräten. Innenwiderstand und Kabeleinfluß Während man heute in den Geräten auf dem Hi-Fi-Sektor fast ausnahmslos Halbleiter findet, waren in den ersten 15 Jahren der Entwicklung die Geräte mit Röhren bestückt. Nahezu alle Röhrenschaltungen besaßen hohe Eingangs- und Ausgangsimpedanzen, obwohl sich mit Hilfe der Gegenkopplung Impedanzen verringern oder sogar noch weiter erhöhen lassen. Die meisten Geräte aus britischer Fertigung wiesen damals in der Regel einen recht hohen Eingangswiderstand und einen geringeren, wenn auch nach heutigen Maßstäben immer noch ziemlich hohen Innenwiderstand auf. Achtete man nicht auf kurze Verbindungen, so führte das zu beträchtlichen Verlusten bei hohen Frequenzen. Die Ausgangsbuchsen für Tonbandaufnahme wurden z. B. meistens über einen Kondensator von der Anode einer vorhergehenden Stufe - also von einem recht hohen Innenwiderstand - betrieben; zusammen mit dem Eingangswiderstand des Tonbandgerätes von 1 MΩ und einer Kabelkapazität von 200 pF ergab sich dann bereits ein Abfall von 3 dB bei 10 kHz. Allerdings verringerte die Gegenkopplung im Vorverstärker die Verluste oft etwas, da sie verkleinernd auf den Innenwiderstand einwirkte. Meiner Meinung nach wäre es damals die beste Philosophie gewesen, den Quellenwiderstand auf einen vernünftigen Wert (z. B. 10 kΩ) zu reduzieren, statt dessen entschied man sich für den umgekehrten Weg: Der Innenwiderstand wurde möglichst hochohmig ausgelegt und der folgende Eingangswiderstand niederohmig. In der Praxis beschaltete man den Eingang mit einem Parallelwiderstand niedrigen Wertes, oder man wandte eine Schaltung mit virtuellem Massepunkt (virtual earth) an, die nicht für die Eingangsspannung, sondern für den Eingangsstrom empfindlich war. Praktisch lief dieses Verfahren auf eine Dämpfung des Eingangssignals um etwa 20 dB hinaus, da die hohe Quellenimpedanz der deutschen Geräte zusammen mit dem niedrigen Eingangswiderstand des Tonbandgerätes wie ein ohmscher Spannungsteiler wirkte. In der Eingangsstufe - oft als Diodeneingang bezeichnet - wurde nun mehr Verstärkung nötig, und diese Maßnahme verschlechterte oft den Störspannungsabstand. Ich habe diese Methode stets als unbefriedigend empfunden. In der Zeit der Röhrentechnik konnte man das deutsche Verfahren wenigstens noch als sinnvoll und verständlich bezeichnen, da nicht alle Ausgangsstufen für die Tonbandaufnahme Gegenkopplungsschaltungen enthielten. Nach dem Eindringen der Transistortechnik in die Geräte gibt es für die Beibehaltung dieser unzureichenden Methode aber keine Entschuldigung -ich komme später noch darauf zurück. DIN und die Störfestigkeit gegen Hf-Einstrahlung Laut DIN-Norm soll der Eingangswiderstand bei Tonbandgeräten und Kassettenrecordern zwischen 1 kΩ und 50 kΩ betragen; die Nennempfindlichkeit ist mit 1 mV/kΩ festgelegt. Das bedeutet, daß bei abnehmendem Eingangswiderstand die Verstärkung zunehmen muß, wenn man einen bestimmten Pegel für Vollaussteuerung benötigt, und daß deshalb der Störspannungsabstand kleiner wird. Umgekehrt ist bei höherem Eingangswiderstand weniger Nachverstärkung erforderlich. Höhere Eingangswiderstände bringen - obwohl sie besseren Störabstand aufweisen - jedoch andere Probleme mit sich, auf die ich während eines kürzlich durchgeführten Tests mit verschiedenen Kassettenrecordern stieß. Die DIN-Norm legt einen bestimmten Strom fest, ausgedrückt in einer bestimmten Spannung bei 1 mV/kΩ Empfindlichkeit. In der Praxis bedeutet dies, daß bei niederohmiger DIN-Quelle die Spannung innerhalb der Schaltung insgesamt gering sein wird, bei hochohmiger Quelle wird auch die von ihr abgegebene Spannung hoch sein. Ein hochohmiger Widerstand (z. B. 470 kΩ) im Receiver-Aufnahmeausgang wirkt dann zusammen mit dem Eingangswiderstand des Tonbandgerätes als Spannungsteiler. In unserem Beispiel liegen der Quellenwiderstand von 470 kΩ und der Eingangswiderstand von 50 kΩ parallel und am DIN-Verbindungskabel ist schließlich eine Impedanz von etwa 44 kΩ vorhanden. Rechnet man nun mit einer Kabelkapazität von 250 pF, so ist bei 12 kHz bereits ein Abfall von 3 dB festzustellen. Die praktisch anzutreffenden Verhältnisse sind jedoch häufig noch schlechter, da einige europäische Hersteller den Eingang zum Schutz gegen Hf-Einstrahlungen zusätzlich mit einem Kondensator gegen Masse beschälten. Ein von uns untersuchter deutscher Kassettenrecorder enthielt am sehr niederohmigen Eingang einen Kondensator von 2200 pF-groß genug, um einen erheblichen Abfall bei hohen Frequenzen zu verursachen. Ein ähnliches Beispiel ist der Kassettenrecorder Modell 2200 von B & O, bei ihm wird der Aufnahmeeingang mit einer Impedanz von 47 kΩ zusätzlich mit 250 pF nach Masse beschaltet. Addiert man diese Kapazität zu der des Anschlußkabels, so ergeben sich etwa 500 pF parallel zu 47 kΩ. Meine Kollegen stellten bei Messungen an diesem Gerät einen Höhenabfall von 5,5 dB bei 10 kHz allein in der Eingangsschaltung fest. Wäre der Kondensator statt an Masse an den Emitter des Transistors geführt worden, so hätte der Verlust nur 2,5 dB betragen. Selbst bei Revox-Geräten ist der DIN-Eingang zu hochohmig, so daß zusammen mit DIN-Kabeln ein Höhenabfall eintritt, wenn man längere Kabel verwendet. Es ist daher meiner Meinung nach an der Zeit, daß wir Europäer uns einmal etwas intensiver mit unseren Normen beschäftigen. Umfangreiche Überlegungen und praktische Versuche bestätigen, daß der optimale Eingangs widerstand zwischen 6,8 kΩ und 18 kΩ liegen sollte, die dann nötigen Empfindlichkeitswerte für Vollaussteuerung lägen dann bei 6,8 mV bzw. 18 mV. Die dazugehörigen Eingangspegel sind hoch genug für einen guten Störspannungsabstand, und der Höhenabfall wäre zu vernachlässigen. Überspielleitungen bei DIN Beim Anschluß einer Tonbandmaschine mit DIN-Beschaltung an Mono Geräte lag an Stift 1 der Aufnahmeeingang und an Stift 3 die Wiedergabe. Bei der fünfpoligen DIN-Steckverbindung für Stereo dienen die Stifte 1 und 3 dem linken Kanal; die Stifte 4 und 5 sind der Aufnahme- bzw. Wiedergabeanschluß des rechten Kanals. Dieselbe Anordnung - 3 = links, 5 = rechts - findet man an Tonabnehmereingängen. In diesem Fall bleibt Stift 4 meist unbeschaltet, während 1 und 5 verbunden werden. Nicht nur beim Quad-33-Vorverstärker wird beispielsweise so verfahren; es lassen sich dann auch dreipolige DIN-Stecker für den Anschluß eines Stereo-Tonabnehmers verwenden. Bei den nach DIN beschalteten Tonband- und Kassettengeräten sind 1 und 4 die Eingänge, 3 und 5 die Ausgänge - dies paßt dann wiederum zur umgekehrten Stiftbelegung am Empfänger. Ein Diodenkabel mit fünfpoligen Steckern an beiden Enden ist daher gleich mit der richtigen Stiftbeschaltung versehen. Wenn man nun jedoch von einer Bandmaschine auf eine andere überspielen möchte, braucht man ein anderes Kabel, eine "Überspielleitung", die die umgekehrte Beschaltung, nämlich Stift 1 vom einen Ende mit Stift 3 am anderen und entsprechend Stift 4 mit Stift 5 für den zweiten Kanal, aufweist. Viele deutsche Tonbandgeräte haben eine spezielle Uberspielbuchse; diese ist dann so beschaltet, daß eine normale Diodenleitung für das Kopieren von einem Bandgerät auf das andere benutzt werden kann. Um die Angelegenheit weiter zu komplizieren, liegen bei manchen europäischen Tonbandgeräten an den Stiften 1 und 4 die niederohmigen Eingänge der fünfpoligen DIN-Buchse und an den Stiften 3 und 5 die hochohmigen, meist über hochohmige Widerstände mit 1 und 4 verbunden; bei Wiedergabe sind dann die Stifte 3 und 5 die Ausgänge! Es ist zwar auf diese Weise ein Anschluß von Geräten möglich, die nicht nach DIN beschaltet sind, da das Signal jedoch wieder an einem niederohmigen Eingang mit einiger Nachverstärkung liegt, sind Schwierigkeiten wegen erhöhten Rauschens wahrscheinlich, falls die Vorwiderstände zu groß bemessen wurden. Cinch und DIN Die DIN-Norm legt eine maximale Eingangsempfindlichkeit von 0,1 mV/ kΩ fest, am Klippeinsatzpunkt soll sie höher als 2 mV/kΩ sein. Während im ersten Fall eine Aufnahme wie die Niagarafälle klänge, ist bei einer Empfindlichkeit von 2 mV/kΩ die Spannung von 36 mV am höchsten optimalen Eingangswiderstand immer noch lächerlich gering. Mit Cinch-Buchsen ausgestattete Geräte liefern dagegen gewöhnlich Spitzenpegel von 250 mVeff bis etwa 2 Veff am Ausgang. Die meisten Tonbandgeräte besitzen im Wiedergabeweg Pegelregler; voll aufgedreht können bei gut ausgesteuerten Bändern schon einmal 4 Veff vorkommen. Hierbei begrenzt zuweilen bereits die Ausgangsstufe des Gerätes, aber auch der Eingang des Receivers wird dabei oft schon übersteuert. Schließt man nun einen mit Cinch-Buchsen ausgerüsteten Receiver mit niedrigem Innenwiderstand an ein Tonbandgerät mit DIN-Eingangsbeschaltung an, so wird in den meisten Fällen ziemlich starke Übersteuerung festzustellen sein. Einige Firmen bieten daher Widerstandsadapter an, die mit Cinch-Buchsen bzw. -Steckern an den Enden ausgestattet sind. Wird dieses Adapterkabel zwischen den Tonbandausgang des Receivers und das Tonbandgerät geschaltet, so läßt sich die Ausgangsspannung an den für das Aufnahmegerät benötigten Eingangsstrom anpassen. Für DIN-Eingänge sollte der Widerstandswert zwischen 220 kΩ und 1 MΩ liegen. Glücklicherweise tritt eine Eingangsübersteuerung meist erst beträchtlich über der von der DIN-Norm festgelegten Grenze ein, so daß eine praktische Empfindlichkeit von 5 mV/kΩ ausreicht. In den Wiedergabeleitungen müssen keine Widerstände vorgesehen werden. Im Handel sind Adapter mit fünfpoligem DIN-Stecker zum Übergang auf Cinch-Buchsen erhältlich, die in den Aufnahmeleitungen bereits die nötigen Vorwiderstände aufweisen. Die Wiedergabeleitungen sind auch hier durchverbunden. Diese Kabel erweisen sich als sehr nützlich in Verbindung mit den üblichen Kabeln mit vier Cinch-Steckern an einem und einem fünfpoligen DIN-Stecker am anderen Ende. Wenn ein einzelner UKW-Tuner direkt an ein mit DIN-Buchse ausgestattetes Tonbandgerät angeschlossen werden soll, so kann er einen hohen Innenwiderstand besitzen - vielleicht aber auch nicht. Dann ist genauso vorzugehen wie beim Anschluß eines Receivers. Wenn der Tuner eine DIN-Buchse besitzt, entspricht er sicherlich den DIN-Vorschriften, hat er Cinch-Anschlüsse, so ist das gewiß nicht der Fall. Einige Tuner sind mit Ausgangspotentiometern ausgestattet; mit diesen sollte dann die richtige Spannung für den DIN-Eingang am Tonbandgerät eingestellt werden. In den meisten Fällen ist eine erhebliche Spannungsverringerung notwendig. Ein Spannungsteiler-Adapter bietet sich auch hier als weitere Lösung an. Viele Anlagenbenutzer verbinden den Tuner direkt mit dem Tonbandgerät und schließen den Endverstärker mit seinem Tunereingang an einen weiteren (Mithör-) Ausgang des Tuners an. Mit dieser Anordnung kann vom Rundfunk aufgenommen werden, während man z.B. Schallplatten hört. Der direkte Verstärkeranschluß wird entweder von zwei unabhängigen Cinch-Buchsen - wenn vorhanden - abgenommen oder er erfolgt am Aufnahmeeingang vor dem Adapter. Besitzt der Tuner nur einen Ausgangsanschluß mit regelbarer Spannung für jeden Kanal, so muß das Aufsprechsignal dem DIN-Tonbandgerät über einen externen Adapter zugeführt werden, damit am Endverstärker genügend Pegel vorhanden ist. Soll von einem mit Cinch-Buchsen ausgestatteten Tonbandgerät auf ein Gerät mit DIN-Anschlüssen überspielt werden, so ist genauso zu verfahren wie beim Anschluß des Tuners. Übrigens sollte man beachten, daß viele Receiver automatisch alle Eingänge kurzschließen, die nicht mit dem Drucktasten- oder Drehschalter angewählt worden sind. In diesem Fall helfen zwei Widerstände von etwa 22 kΩ. die mittels Adapters ständig am Tunereingang des Verstärkers verbleiben. Selbst beim Abhören von Schallplatten wird der Tunerausgang nur mit diesem Widerstand belastet, wenn ein separates Tonbandgerät angeschlossen ist. Erdung Zwischen Tonabnehmereingängen nach DIN- und nach Cinch-Norm gibt es einen grundlegenden Unterschied, und zwar sind bei der DIN-Ausführung beide Masseleitungen des Tonabnehmers an Stift 2 des Steckers zusammengeschaltet, während sie sonst an zwei getrennten Cinch-Steckern enden. Ist die Masseführung der Empfängereingangsschaltung nicht einwandfrei, so können im zweiten Fall Brummschleifen entstehen. Viele Tonabnehmersysteme weisen neben den vier normalen Anschlußstiften noch weitere Masseanschlüsse auf, und man wird über ein wenig Probieren nicht herumkommen, wenn man den besten Brummabstand herausfinden will. Einige Plattenspieler mit integriertem Tonarm besitzen getrennte Masseleitungen für Chassis, Tonarm und Tonabnehmerleitungen. Im allgemeinen ist es günstiger, wenn die Erdung von Chassis und Tonarm an getrennten Masseanschlüssen am Verstärker erfolgt, während die "kalten" Tonabnehmerleitungen direkt an die DIN-bzw. Cinch-Buchse geführt werden. Besteht das Tonabnehmergehäuse aus Metall, so kann bei einer Befestigung des Systems am Tonarm eine unerwünschte Masseverbindung entstehen, die eine Erdschleife verursacht. In einem solchen Fall sollten Nylonschrauben benutzt werden. Wird ein Mono-Plattenspieler mit dreipoligem DIN-Stecker an ein Steuergerät angeschlossen, so gibt nur Stift 3 Kontakt und nur der linke Kanal erhält daher Spannung. Hier hilft die Verwendung eines fünfpoligen DIN-Steckers, bei dem die Stifte 3 und 5 durchverbunden werden. Trotz meiner kritischen Anmerkungen über Steckverbindungen nach DIN-Norm haben DIN-Kabel einen großen Vorteil gegenüber Cinch-Verbindungskabeln: Beide Kanäle besitzen eine gemeinsame Masseleitung, Steuergerät und Tonbandgerät sind nur über eine einzige Masseverbindung angeschlossen. Das verbessert in vielen Fällen den Brummabstand und verringert einige Formen hochfrequenter Einstrahlung. Verstärken würden sich jedenfalls diese Störerscheinungen, wenn - wie schon einmal ausgeführt - der Eingangswiderstand des Tonbandgerätes zu gering ist. Erdschleifenprobleme sind besonders dann akut, wenn vier einzelne Leitungen mit Cinch-Steckern an den Enden verwendet werden, auch zweipaarige Leitungen bereiten noch Schwierigkeiten. Eine nützliche Kombination wäre ein Verbindungskabel nach DIN-Norm mit vier Cinch-Steckern an jeder Seite. Die einzelnen, jedoch verseilten Schirmgeflechte kann man an den Enden zusammenfassen, dadurch ergibt sich eine einzige Masseleitung. Mechanische Ausführung Dreipolige und fünfpolige DIN-Steckverbindungen sind in zwei Ausführungen erhältlich. Während der kommerzielle Typ eine Verriegelung besitzt, ist die Ausführung für Heimzwecke nicht verriegelbar. In einer einfachen Version ist der Stecker nicht völlig geschirmt, nur der Teil mit den Stiften ist mit einem Metallring umgeben. Für den Anschluß eines Tonabnehmers ist diese Art keinesfalls geeignet; man sollte besser eine hochwertige Ausführung mit Gesamtschirmung dafür benutzen. Beachtung ist auch der Tatsache zu schenken, daß auch der äußere metallene Ring einen Kontakt mit der Buchse herstellt. Manchmal ist der Stift Nr. 2 ebenfalls mit dem Buchsengehäuse verbunden und dieses wiederum mit dem Chassis, zuweilen liegt jedoch Stift Nr. 2 an der Masseleitung. Bei Vorverstärkern kann das einen großen Unterschied bewirken. Man kommt auch hier um ein wenig Experimentieren wahrscheinlich nicht herum, wenn man geringste Brummaufnahme erreichen will. Abhängig von der Art der Erdverbindung ist ferner die Empfindlichkeit gegen hochfrequente Einstrahlung und Netzstörungen. Generell sollte man deshalb billige (ungeschirmte) Ausführungen von DIN-Steckern vermeiden. Bei Cinch-Eingängen ist oft mit den gleichen Hochfrequenzeinstrahlungen zu rechnen wie bei den DIN-Eingängen. In solchen Fällen hilft - wenn alle anderen Methoden versagen - ein 100-pF-Kondensator vom Basis- zum Emitteranschluß des Transistors in der ersten Stufe (oder den entsprechenden Anschlüssen an einem FET oder einer IS), er ist ohne nennenswerten Einfluß auf die Tonqualität. Eine schlechte Erdverbindung beim Cinch-System ist meist in der Oxidierung des Masseringes begründet, da der die Verbindung bewirkende zylindrische Teil des Steckers sehr kurz ist, hochwertige Ausführungen verwenden an dieser Stelle Edelmetallüberzüge. DIN und Marktpolitik Die in der letzten Zeit nach Großbritannien und in andere Märkte exportierten Hi-Fi-Geräte deutscher Fertigung waren ausschließlich mit DIN-Buchsen ausgerüstet. Das hat bei den Konsumenten dieser Märkte beträchtliche Schwierigkeiten hervorgerufen, und zweifellos finden sich viele mit schlechterer Qualität in bezug auf Rauschen oder Zerren ab, ohne daß sie den wahren Grund dafür erkennen. Dieses Qualitätsniveau hat sicherlich zu der außerhalb Deutschlands weitverbreiteten Meinung beigetragen, daß die DIN-Normen für Verbindungen altmodisch, ungeschickt und ungeeignet seien. Die Eroberung des europäischen Marktes durch die Japaner wurde sicher durch die Tatsache beschleunigt, daß ihre Geräte sowohl mit DIN- als auch mit Cinch-Anschlüssen ausgestattet waren und der Verbraucher deshalb viel mehr Freizügigkeit beim Anschluß von Geräten besitzt. Ich glaube, die deutschen Hersteller von Hi-Fi-Geräten sollten andere Standards sorgfältig im Auge behalten, besonders die Cinch-Verbindungen. Neben dem für den Hersteller leichteren Eindringen in andere Märkte hätte auch der deutsche Verbraucher den Vorteil, daß er seine importierten Hi-Fi-Bausteine ohne Schwierigkeiten mit anderen Geräten kombinieren kann. Ich fand manchmal, daß es den deutschen Herstellern etwas an Weitblick mangelt. Bei einem von mir getesteten Kassettenrecorder wurde z. B. der Wiedergabeverstärker bereits 3 dB über dem DIN-Bezugspegel des Meßbandes für Kassettengeräte übersteuert. Bespielte Kassetten deutscher Fertigung mögen vielleicht nicht so hoch ausgesteuert sein, viele englische sind es jedenfalls. Aufnahmen, die auf hochaus-steuerbarem japanischen Band mit einem anderen Gerät hergestellt wurden, ließen sich auf dem deutschen Gerät nur mit starken Verzerrungen wiedergeben. Sicherlich wurde die DIN-Norm von einigen außereuropäischen Herstellern auch mißverstanden - zuweilen waren die mit DIN-Buchsen ausgestatteten Geräte nicht einmal nach DIN beschaltet. Störspannungsabstände bei DIN-Verbindungen Seit über einem Jahr beschäftige ich mich intensiv mit den Problemen des Störabstandes bei DIN-Verbindungen europäischer, amerikanischer und japanischer Hersteller. Der größte Nachteil der DIN-Norm besteht darin, daß sie eine hohe Quellimpedanz und niedrigen Eingangswiderstand fordert. Die Festlegung des letzteren läßt so viel Spielraum, daß bei vielen Kassettenrecordern und sogar bei einigen Spulengeräten Probleme im Zusammenhang mit dem Störabstand zu erkennen waren. Von der theoretischen Berechnung her ist bereits klar ersichtlich, daß der von der DIN-Vorschrift angegebene minimale Eingangswiderstand viel zu niedrig ist, da er ernsthafte Probleme mit dem Störabstand mit sich bringt, während der maximal zulässige Eingangswiderstand einen starken Höhenabfall verursachen kann. Weiter läßt sich nachweisen, daß bei niedriger Eingangsimpedanz (zwischen 1 kΩ und 2,7 kΩ) der erreichbare Störspannungsabstand eines Gerätes bereits durch die Eingangsschaltung bestimmt wird und nicht vom Störabstand des Tonträgers.   Mit der Formel    (1) läßt sich der Rauschpegel einer linearen Eingangsschaltung in Abhängigkeit vom Eingangswiderstand berechnen. Hierbei bedeutet: u = Rauschspannung in V (Effektivwert), k = Boltzmannsche Konstante (= 1.37 x 10-23), T = Umgebungstemperatur in Kelvin, B = Bandbreite in Hz, R = Widerstand, auf den die Messung bezogen wird, in Ω. In praktischen Berechnungen wird die Rauschspannung in µV ausgedrückt, T mit 293 (20 °C) und B mit 20 000 eingesetzt. R ist der resultierende Widerstand aus dem Eingangswiderstand parallel zur Quellenimpedanz. Typische Zahlen für die Effektivwerte der Rauschspannung, bezogen auf den jeweiligen Eingangswiderstand, sind der Tabelle 1 zu entnehmen. Sie sind hier bereits in Störspannungsabstände (in dB) umgerechnet. Die erste Zeile gibt den theoretischen Wert bei ideal rauschfreien Schaltungskomponenten an. Daneben sind die in der Praxis optimal erreichbaren Werte und typische Durchschnittswerte aufgeführt. Der Geräuschspannungsabstand (nach CCIR) ist nochmals um 7 dB geringer. Eingangswiderstand 1 kΩ 2 kΩ 5 kΩ 10 kΩ 20 kΩ Nenneingangspegel nach DIN 1 mV 2 mV 5 mV 10 mV 20 mV theoretischer Fremdspannungs- abstand (20 Hz...20 kHz) 65 dB 68 dB 72 dB 75 dB 78 dB praktisch erreichbarer Femdspannungs- abstand 61 dB 64 dB 68 dB 70 dB 71 dB typischer Fremdspannungs- abstand 59 dB 62 dB 65 dB 67 dB 68 dB Geräuschspannungs- abstand (bewertet nach CCIR, Filter- Verstärkung = 1 bei 1 kHz) 52 dB 55 dB 58 dB 60 dB 61 dB Tabelle 1. Theoretische und praktisch erreichbare Störspannungsabstände an DIN-Eingängen Man sollte sich vor Augen halten, daß ein einwandfreier Stereo-Kassettenrecorder mit Zweischichtband und Dolby einen Dynamikbereich von mindestens 63 dB ereichen kann - ganz abgesehen von einem Spulengerät mit Dolby bei 19 cm/s Bandgeschwindigkeit. Hieraus läßt sich auch folgern, daß der von der DIN-Norm angegebene Bereich des zulässigen Eingangswiderstandes und die Betriebspegel einfach nicht ausreichend sind; außerdem sind 1 kΩ Eingangswiderstand zu gering, ein Wert von 10 kΩ wäre viel mehr angebracht. Der mögliche Impedanzbereich für einen Eingang nach DIN wird aber noch weiter eingeschränkt, da oberhalb von 22 kΩ Höhenverluste in Erscheinung treten können. Daraus folgert, daß der Eingangsimpedanzbereich der DIN-Norm so verengt werden sollte, daß er zwischen 6,8 kΩ und 22 kΩ als Maximum liegt. Bei der Diskussion des Rauschens darf man nicht vergessen, daß zwei Rauschspannungsquellen mit gleichem Störabstand bei Parallelschaltung einen um 3 dB schlechteren Wert ergeben. Ein Beispiel soll dies verdeutlichen: Ein DIN-Eingang mit einem Störspannungsabstand von 65 dB ergibt zusammen mit 65 dB Störspannungsabstand von einem Kassettenband einen resultierenden Abstand von 62 dB. Während 65 dB vielleicht gerade hörbar sind, werden 62 dB noch deutlicher hörbar, zumal das Rauschen hauptsächlich bei mittleren und hohen Frequenzen auftritt. Erläuterungen zu den Tabellen Tabelle 1 zeigt theoretische und praktisch erreichbare Fremdspannungsabstände an DIN-Eingängen. Da der Nominalpegel nach DIN 1 mV je 1000 Ω Eingangsimpedanz beträgt, ändert er sich mit dem Eingangswiderstand. Die theoretische Rauschspannung nach Formel (1) gilt unter der Annahme, daß ein perfekt entworfener Eingangsverstärker mit idealen Bauelementen vorhanden ist. Diese Bedingung ist in der Praxis natürlich nicht zu erreichen. Die anderen angegebenen Werte beziehen sich auf Eingangsstufen, in denen der geforderte Eingangswiderstand durch Beschälten des Eingangs mit passiven Bauelementen erzielt wird. Eingangsstufen mit virtuellem Massepunkt sind in bezug auf den Fremdspannungsabstand viel günstiger, sie bringen jedoch oft Probleme wegen ihrer Empfindlichkeit gegen hochfrequente Störeinstrahlung mit sich. Die Berechnung des Eingangsrauschstromes ist bei ihnen etwas schwieriger, sie beruht aber auf den gleichen Grundlagen. Verringert man bei den Messungen des Fremdspannungsabstands die Bandbreite auf 14 kHz, so erhält man um 1,5 dB bessere Werte als die in der Tabelle angegebenen. Ich habe versucht, bei der Angabe der optimal erreichbaren und der typischen Werte fair zu bleiben. Es soll auch noch einmal festgestellt werden, daß eine Neuentwicklung gelegentlich einen Sprung nach vorwärts bedeuten kann, in diesem Fall würde sich das in den Angaben für die praktisch erreichbaren Zahlen niederschlagen. Alle Angaben gelten ferner unter der Voraussetzung, daß kein Brumm zusätzlich vorhanden ist, sonst verringern sich diese Werte noch mehr. Zu beachten ist weiterhin, daß die nach CCIR bewerteten Angaben 7 dB unter den unbewerteten liegen; der Grund dafür liegt in der Anhebung des Bewertungsnetzwerks zwischen 3 kHz und 10 kHz (maximal 10 dB). Diese Anhebung berücksichtigt die weitaus bessere Wahrnehmbarkeit des höherfrequenten Rauschens durch das Gehör gegenüber tieffrequentem Rauschen bei dem gleichen Pegel. Die Filterschaltung hat bei der Frequenz von 1 kHz eine Verstärkung von eins. Will man die geschätzten Geräuschspannungsabstände mit einem Filter vergleichen, das bei 2 kHz einfache Verstärkung besitzt, so sind zu den Zahlenangaben 6 dB hinzuzurechnen, d.h. aus 52 dB werden 58 dB. Der Maximalwert des Geräuschspannungsabstands bei der Compactcassette beträgt etwa 66 dB (Zweischichtband, Dolby B). Er ist wahrscheinlich seltener anzutreffen als der Wert von 60 dB, wie er mit Eisenoxidband zu erreichen ist. Störabstände dieser Größenordnung lassen sich nur bei optimal ausgelegten DIN-Eingängen mit einer Eingangsimpedanz nicht unter 10 kΩ und bei einer Eingangsspannung erreichen, die einige dB höher ist als DIN empfiehlt. Als Beispiel sei die Angabe von 60 dB für den typischen Geräuschspannungsabstand (nach CCIR) bei der Eingangsimpedanz von 10 kΩ betrachtet. Eine außerordentlich gute Maschine erreicht vielleicht 63 dB, doch rechnen wir einmal mit 60 dB. Zusammen mit den 60 dB des Einganges ergeben sich für das Kassettengerät mit Eisenoxidband 57 dB Geräuschspannungsabstand (die Addition von Rauschspannungsquellen gleicher Leistung resultiert in einem um 3 dB geringeren Wert). Zweischichtbänder besserer Qualität würden dementsprechend eine Verringerung von etwa 66 dB auf 62 dB erfahren. Daraus ist zu entnehmen, daß viele Kassettengeräte bessere Qualität erreichen, wenn sie nicht am DIN-Eingang, sondern am Cinch-Eingang betrieben werden. Allerdings ist die Ubersteuerungsfestigkeit an vielen DIN-Buchsen hoch, so daß ein viel höherer Eingangspegel als der von DIN festgelegte zugelassen werden kann. Nimmt man eine Eingangsimpedanz von 10 kΩ an, so würde bei einer Eingangsspannung von 31 mV der Fremdspannungsabstand um 10 dB besser. Glücklicherweise sind viele DIN-Eingänge etwa 20 dB übersteuerbar, obwohl die DIN-Norm nur einen lächerlich geringen Spielraum von 6 dB vorsieht; in der Praxis sind die Verhältnisse deshalb nicht ganz so ungünstig. Allerdings muß man sorgfältig prüfen, ob ein Gerät sich mit weitaus höherem Pegel als mit dem von DIN festgelegten betreiben läßt - notfalls hilft auch noch ein niederohmiger Vorwiderstand. In Tabelle 2 werden gebräuchliche Programmquellen mit ihren typischen Geräuschspannungsabständen miteinander verglichen. Setzt man nun diese Angaben mit den Geräuschspannungswerten an DIN-Eingängen in ein Verhältnis, so wird die in vielen Fällen eintretende Verringerung deutlich. Dabei ist mir völlig bewußt, daß einige Zahlenangaben recht erschreckend sind. Dieser Schock ist Absicht, denn je eher die DIN-Norm geändert wird, um so besser ist das für den gesamten Industriezweig. Die Angaben für die Geräuschspannungsabstände beruhen auf eigenen Messungen an bespielten Tonträgern und Rundfunksendungen. Es wurde hierbei darauf geachet, daß der betreffende Tonträger in keinerlei Weise fehlerhaft war und einen typischen Durchschnitt für das entsprechende Medium repräsentierte.   Quelle Stereo- Rund- funk Schall- platte Compact- cassette Eisenoxid, Dolby Compact- cassette Eisenoxid Tonband 19 cm/s Halbspur Tonband 19 cm/s Halbspur, Dolby Tonband 19 cm/s Viertel- spur, Dolby bestmöglicher Geräusch- spannungs- abstand (bewertet nach CCIR) 63 dB 59 dB 60 dB 52 dB 62 dB 70 dB 67 dB typischer Geräusch- spannungs- abstand (bewertet nach CCIR) 60 dB 55 dB 55 dB 48 dB 58 dB 66 dB 63 dB Tabelle 2. Geräuschspannungsabstände verschiedener Programmquellen aus: FUNKSCHAU High-Fidelity Spezial 2 1978 Seite 62ff. Herzlichen Dank an die Funkschau für die Erlaubnis, diesen Artikel hier zu veröffentlichen.     Home > Analog > Misc_Tech > DIN-Steckverbindungen ... Impressum | E-Mail