110 Ohm-Kabel?

ich versuche mich mal an einer antwort... ALLE ANGABEN OHNE GEWÄHR!
Die Kapazitäten in diesen Forum können da wahrscheinlich noch einiges hinzufügen.
Also, die Ohm-Angaben bei S/PDIF, AES/EBU & Co. beziehen sich auf den _wellenwidstand_! Nicht verwechseln! Mist du die Kabel mit einem stinknormalen Multimeter durch, soll der Leitungswiderstand natürlich möglichst gering sein.
bei der digitalen Signalübertragung wird es problematisch, wenn die wellenlängen der übertragenen frequenzen in die Größenordnung des Leiterquerschnitts kommen. dann entstehen Reflexionen im Kabel, die sich mit dem Nutzsignal überlagern und zu Interferenzen führen. durch Kabel mit einem definierten Wellenwiderstand (und sehr engen toleranzen) wird dem vorgebeugt und ermöglicht dann lange leitungswege (bei AES/EBU ca. 200m) das gleiche phänomen tritt auch bei DMX, SCSI etc. auf, da wird dann terminiert.
bei "analogen" mikrokabeln, müßte der wellenwiderstand eigentlich vernachlässigbar sein...
leider habe ich keinen blassen schimmer, was 50-ohm-neumannmikrofone sein sollen. du hast wahrscheinlich noch kein "digitales" mikro nach AES42, oder ;-)
sollte es sich bei den hama-120ohm-speakerkabel auch (mal wieder) um eine metaphysik-hifi-geschichte handeln, kann dir Rainer mit sicherheit mehr dazu sagen, he he :-)

Hallo Jo,
Das Thema "Kabel" ist eines meiner Lieblingsthemen. Nicht etwa weil ich damit gerne die Hifi-Priester ärgere, sondern ich hatte während meines Studiums eine ganzsemestrige Vorlesung über Leitungstheorie und das noch bei einem Dozenten der bei Küpfmüller studiert hat.
Zur Sache: Der Wellenwiderstand spielt in Niederfrequenzkreisen (einschließlich Mikrofone) keine Rolle, solange die Leitungslänge klein ist gegen die Wellenlänge. Da ich auf Leitungen die Ausbreitungsgeschwindigkeit pauschal mit 2/3 c ansetze ergibt sich bei 20 kHz eine Wellenlänge von 10 km. Man sagt i.A. daß erst ab 1/10 der Wellenlänge der Einfluß des Wellenwiderstandes von Bedeutung ist, also in diesem Fall erst ab 1 km. Solche Längen kommen aber in der Studiopraxis nicht vor, nicht mal beim Rundfunk auf dem Ü-Wagen, sodaß der Wellenwiderstand vernachlässigt werden kann. Du kannst also Deine Neumann-Mikrofone ohne weiteres mit den gängigen Mikrofonkabeln anschließen.
Was mir etwas außergewöhnlich scheint, ist die Tatsache, daß Deine Mikrofone 50 Ohm Innenwiderstand haben. Sind das die aus der Serie "fet 100", dann ist dies normal, oder sind es die aus der Serie "fet 80"? Letztere sind intern auf 50 Ohm umlötbar. Es bringt aber keinen Vorteil, da die Ausgangsspannung dann nur halb so groß ist als bei 200 Ohm - hat zur Folge, daß sich der Störabstand bei der Anwendung verschlechtert, weil Du ja 6 dB höher verstärken mußt (siehe auch mein kürzlich verfaßter Artikel über die Mikrofonverstärker).
Die gewöhnlichen Mikrofonkabel haben einen Wellenwiderstand von ca. 90...110 Ohm. Sind also für die Verbindung von AES/EBU-Schnittstellen geeignet, solange die Leitungslänge nicht merhr als 20 m beträgt. Für längere Leitungen sollte man spezielle Kabel verwenden mit definierten 110 Ohm Wellenwiderstand, damit die Leitung reflexionsfrei betrieben wird. Bei AES/EBU-Schnittstellen sind die übertragenen Spektralkomponenten bis zu 30 MHz, sodaß man da sehr leicht mit der Leitungslänge in die Größenordnung der Wellenlänge kommt - dann wird es kritisch und es ist exakte Anpassung erforderlich. Das gleiche gilt für SPDIF. Diese beiden Schnittstellen untscheiden sich ja nur in den Statusbits, nicht aber in der Datenrate. Durch parallelschalten eines Widerstandes aus einem 110-Ohm-Kabel ein 75-Ohm-Kabel machen geht nicht.
Für den Übergang von AES/EBU auf SPDIF gibt es spezielle Adapter, in deren Stecker ein HF-Übertrager ist. Aber vorsicht: Wegen der unterschiedlichen Statusinformationen der beiden Protokolle kann es u.U. Probleme geben. Vor allem bei älteren DAT-Recorden vom Typ Tascam DA 30. Die nehmen nämlich nur das Protokoll an, das "rechtmäßig" der jeweiligen Schnittstelle zugeordnet ist.
Zu den Lautsprecherkabeln: Lasse Dich nicht irre machen von den Hifi-Priestern die da was schreiben über Wellenwiderstand von LS-Kabeln, "Kabelklang" und was weiß ich noch alles. Was in der Hifi-Szene schon alles über Kabel geschrieben wurde, ist ein derart hirnrissiger Unfug, daß einem das Weinen schon näher kommt als das Lachen. Halbwissen und Halbwahrheiten beherrschen und fegen dort die Tenne. Da wo wir uns längst über "höhere" Dinge Gedanken machen (z.B. über Mikrofonierung von Surround, oder Aufnahmetechnik, Beschallungstechnik bei Großveranstaltungen streiten sich diese Hifi-Baalspriester immer noch über Laufrichtung von Kabeln herum...und versuchen immer aufs neue dem Kaiser neue Kleider zu verkaufen...
Über die Definition des Wellenwiderstandes möchte ich jetzt nichts weiter schreiben weil das in der einschlägigen nachrichtentechnischen Fachliteratur nachzulesen ist und auch hier Seitenlange mathematische Abhandlungen erfordern würde. Jedenfalls ist diese Größe für unsere Applikationen i.d.R. nicht von Bedeutung.
Grüße
Rainer

Hallo Rainer!
Danke für Deine fundierte und umfassende Antwort. Zwei Nachfragen sind mir beim Lesen noch eingefallen:
"Die gewöhnlichen Mikrofonkabel haben einen Wellenwiderstand von ca. 90...110 Ohm"
Kannst Du mir sagen, wo ich etwas darüber finden kann? Diese Angabe findet man in den Kabelprospekten leider nicht.
"Da ich auf Leitungen die Ausbreitungsgeschwindigkeit pauschal mit 2/3 c ansetze..."
Ich war immer davon ausgegangen, dass die Ausbreitungsgeschwindigkeit im Kabel c entspricht oder zumindest annähernd gleichkommt. Was führt denn zu dieser Verlangsamung?
Bei den 50 Ohm-Mikrophonen handelt es sich um KM 130, die 50 Ohm sind also nicht "umgelötet".
Viele Grüße
Jo

i Küpfmüller studiert hat.

Hallo Jo,
""... Wellenwiderstand von ca. 90...110 Ohm""
"... Diese Angabe findet man in den Kabelprospekten leider nicht."
Bei Mikrofonkabeln wird dieser Wert auch nicht angegeben, weil er für diese Applikation physikalisch nicht von Bedeutung ist. Wohl aber bei allen Hochfrequenzkabeln.
""Ich war immer davon ausgegangen... Was führt denn zu dieser Verlangsamung?""
Die Lichtgeschwindigkeit ergibt sich aus den Naturkonstanten µ0 (gelesen: Mü-null") und e0 (gelesen "epsilon-null[ "e" verwendet, da der griechische Buchstabe für Epsilon nicht zur Verfügung steht]) nach folgender Beziehung:
c = {1/[sqrt(µ0 x e0)]} x {1/[sqrt(µr x er)}
Das µ0 ist die Permeabilität (Induktionskonstante) des Vakuums und beträgt 4*pi*(10^-7) Vs/Am
und er ist die Permittivität (Dieelektrizitätskonstante) des Vakuums und beträgt 36/pi*(10^-12) As/Vm
Die µr (gelesen "Mü-err") und er sind die relative Permeabilitäte und Dielektrizitätkonstante des jeweiligen Stoffes, die immer größer sind als 1 und somit ist der 2.Term obiger Gleichung immer kleiner 1 und wirkt damit vermindernd auf die Lichtgeschwindigkeit. Merke: Lichtgeschwindigkeit wird nur im Vakuum erreicht, sonst ist sie immer kleiner c.

""... KM 130, die 50 Ohm sind also nicht..."
Aha, dann ist die Sache klar, die haben 50 Ohm Qellwiderstand und gehen auch nicht umzulöten.
MfG
Rainer

"Da ich auf Leitungen die Ausbreitungsgeschwindigkeit pauschal mit 2/3 c ansetze..."
Ich war immer davon ausgegangen, dass die Ausbreitungsgeschwindigkeit im Kabel c entspricht oder zumindest annähernd gleichkommt. Was führt denn zu dieser Verlangsamung?

Licht ist genau wir Signale in der Leitung eine elektromagnetische Welle. Also abwechselnd wird ein elektrischen Feld aufgebaut, das veränderliche E-Feld führt wegem dem Durchflutungsgesetz zu einem veränderlichen magnetischen Feld. Das H-Feld induziert wieder ein E-Feld usw.
Das Aufbauen der Felder dauert immer etwas länger im Medium. Elektronen oder magnetishe Bereiche müssen erst umgeodnet werden.
Man kann es sich beim Kabel auch folgendermassen vorstellen:
Im allgemeinen ist hat ein Kabel eine Kapazität und einen Ohmschen Widerstand (Induktivität und Isolationsleitwert sind sehr klein).
Also kann man sich viele kleine RC-Elemente hintereinander denken. Also das Signal, die Spannung muss erst über einen begrenzenden Widerstand einen Kondensator aufladen. Erst wenn dieser geladen ist kann mit dieser Spannung der nöächste Aufgeladen werden usw. Natürlich musst du dir die Elemente undendlich dünn vorstellen.
Ausrechne geht dann über die Maxwellgleichungen und Wellengleichung und man kommt meist auf so ca. 2/3 Vakuumlichtgeschwindigkeit.

Hallo Jo,
Ich muß hier noch eine Korrektur anbringen. Bei dem Wert "36/pi*(10^-12) As/Vm"
ist mir ein Schreibfehler unterlaufen, denn es muß heißen, 1/36*pi*...
Aber auch der sich dadurch ergebende Zahlenwert stimmt nicht exakt, denn dann käme c auf genau 300000 km/s und dies stimmt nicht ganz, denn der tatsächliche Wert ist aber geringfügig kleiner. Der in den Büchern angegebene Wert für epsilon-null ist 8,854*10^-12 As/Vm. Ich weiß nur, daß auch hier die Zahl pi drin steckt, finde aber momentan keine Angabe in irgendeinem Buch.
MfG
Rainer

Hallo Rainer!
Meinst du die Permeabilität mit 4*PI*10^(-7) Vs/Am ?
Die Dielektrizitätskonstante ist AFAIR zwar über eine Formel die PI enthält mit der Columbkonstanten verknüpft aber selbst irgendwas krummes, da die Coulumbkonstante krumm ist. Der angegeben Zahlenwert stimmt.
...es kann ja nicht alles glatt sein....

Hi Thomas,
nein, ich meinte nicht das µ, sondern die Dielektrizitätskonstante. Irgendwo habe ich mal gelesen wie diese krumme 8,854 zustande kommt. Nur finde ich es nicht mehr.
MfG
Rainer

epsilon0 = 1 / ( 4*PI*k)
k = Coulombkonstante