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Fragen? Let's talk - Cordial erklärt

Praktisch spielen auch Aspekte wie die Veränderung der Abschirmung mit der Zeit, also nach oftmaligem Biegen des Kabels, eine Rolle. Folien- und Wendelschirme minderer Qualität rutschen hier oft so auseinander, dass die Adern für Störfelder völlig frei liegen.Die abschirmende Wirkung ist dann schwächer.

Auf der anderen Seite möchte man in vielen Anwendungen eine möglichst hohe Flexibilität erreichen. Hier wird als Kompromiss meist ein Wendelschirm verwendet. Geflechtschirme finden wegen der besseren mechanischen Belastbarkeit, beispielsweise auf Zug, vor allem als Gesamtschirm von Multicorekabeln Verwendung.

Die Abschirmung wird bei Multicorekabeln oft verzinnt ausgeführt, was die Möglichkeiten der Verarbeitung erheblich vereinfacht. Man unterscheidet außerdem einzeln geschirmte (Einzelschirm) Paare und im gesamten geschirmte Kabel (Gesamtschirm).

Grundsätzlich gilt für heikle Anwendungen:
Doppelt gemoppelt (geschirmt), hält (schirmt) besser!

Bei Mikrofonkabeln kann durch die zusätzliche Ummantelung der Adern mit leitendem Kunststoff (conductive plastic) deren Mikrofonieverhalten weitestgehend unterbunden werden. Somit werden Geräusche durch das Biegen und Bewegen von Kabeln bzw. Trittschall verhindert.

Die Isolierung dient der galvanischen Trennung der Leiter mit verschiedenen Potentialen untereinander, sowie gegenüber anderen leitfähigen Aufbauelementen (z.B. Schirmung) und der Erde. Weit verbreitete Isolationsmaterialien sind PVC und PE, wobei PE niedrigere und damit bessere Kapazitätswerte zulässt. Das macht sich vor allem bei längeren Wegen bemerkbar, bei denen das Kabel beginnt, die Höhen zu beschneiden. In solchen Anwendungen sollte auf eine PE-Isolation geachtet werden. Bei der Verarbeitung des Kabels mit Lötkolben und Lötbädern ist die Temperaturstabilität der Isolation wichtig. Eine thermische Instabilität macht sich durch schrumpfende Aderisolationen bemerkbar.

Im Datenkabel nimmt die Intensität des eingespeisten Signals kontinuierlich über die Kabellänge ab.
Als Dämpfung wird das logarithmierte Verhältnis von Sende- zu Empfangspegel definiert.

Die Einheit ist Dezibel (dB)
Es ist üblich, die Dämpfung, die vor allem bei Multicorekabeln von Bedeutung ist und linear mit der Kabellänge zunimmt, mit einer Bezugslänge von 100 m anzugeben.
Im Audiobereich tragen überwiegend Verluste im Kupferleiter zur Dämpfung bei.

Der Flechtschirm besteht aus Kupferdrähten, oftmals aus denselben, aus denen auch die Litze aufgebaut ist. Diese umschließen in der Regel als gefachte Stränge, also parallel aneinandergelegt, die Leitungsseele, wobei sich die Einzeldrähte untereinander ständig kreuzen. Die Bedeckung beträgt ca. 85%, die Flexibilität ist genügend. Die mechanische Stabilität ist besser als bei der Wendelschirmung.

Der Folienschirm erreicht zwar eine Bedeckung von 100%, seine Flexibilität ist allerdings nicht so gut wie die von Flecht- und Wendelschirmkabeln. Die Folie besteht aus Aluminium in dünnen Lagen, daher ist die Leitfähigkeit niedriger als bei Kupferdrähten.

Die Induktivität eines Leitungskreises, sie wird in Henry (H) angegeben, hängt hauptsächlich vom Abstand zwischen den beiden Leitern ab: je größer der Abstand, um so größer die Induktivität!
Da die Adern in Audiokabeln sehr nahe zusammen liegen, ist die Induktivität sehr gering und praktisch bedeutungslos.

Zentrales und wichtigstes Element ist der Innenleiter. Hier unterscheidet man Massiv-und Litzenleiter. Massivleiter besitzen einen massiven Draht als Leitungselement, bei Litzenleitern wird dieser aus mehreren dünnen Einzeldrähten zusammengesetzt und dadurch eine bessere Flexibilität erreicht.
Grundsätzlich gilt: je dünner der Einzeldraht in der Litze, desto flexibler das Kabel. Die Flexibilität ist besonders wichtig beim mobilen Einsatz von Mikrofon-, Instrumenten-, Lautsprecher- und Multicorekabeln. Daneben muss vor allem bei längeren Übertragungsstrecken auf einen passenden Querschnitt geachtet werden.

Die Regel besagt: Je größer der Querschnitt, um so geringer der Widerstand und um so besser die Übertragung. Im Mikrofonkabelbereich, bei dem dies wichtig ist, haben sich Leiterquerschnitte von 0,20 mm², besser 0,22 mm² eingebürgert. Für längere Strecken wird sogar ein Querschnitt von 0,50 mm² empfohlen. Bei der Unterscheidung des Leitermaterials kommt neben dem herkömmlichen Kupfer alternativ auch sauerstofffreies Kupfer (OFC) zum Einsatz, das teilweise bessere elektrische Eigenschaften besitzt. Deren Werte sind von Fall zu Fall zu bewerten und dessen Einsatz jeweils zu entscheiden. Bei Lautsprecherkabeln ist besonders auf einen genügend großen Leiterquerschnitt zu achten. Dies hat seine Ursache in den heutzutage im Tieftonbereich verwendeten Verstärker-Ausgangsleistungen von 2000 Watt an 8 Ohm bzw. 4000 Watt an 4 Ohm. Hier werden Maximalwerte von 180 Volt bei 40 Ampere erreicht, die von Lautsprecherkabeln übertragen werden müssen. Zu kleine Kabelquerschnitte bewirken erhebliche Leistungsverluste, die in letzter Konsequenz zum Ausfall des Kabels führen können. Im Lautsprecherbereich stehen Kabel mit zwei, vier und acht Polen und Querschnitten von 1,5 mm² bis 8 mm² je nach Systemspezifikation zur Verfügung.

Der Isolationswiderstand gibt die elektrischen Verluste auf der Leitung an. Diese Verluste kann man sich vereinfacht so vorstellen, dass über die Isolation der Leitung “Kriechströme” zur Erde wandern. Der Widerstand, den der Isolationsstrom auf seinem Weg durch den Isolierstoff zu überwinden hat, ist der Isolationswiderstand. Er sollte möglichst groß sein. Die Länge eines Leiters wirkt sich auf den Leiterwiderstand und Isolationswiderstand sehr unterschiedlich aus: Während der Leiterwiderstand mit zunehmender Aderlänge wächst, nimmt der Isolationswiderstand im gleichen Verhältnis ab.

Die Kapazität eines Leitungskreises, angegeben in Farad (F), ist abhängig vom Abstand der Leiter und von der Dielektrizitätskonstante des Isoliermaterials: je kleiner der Abstand der Leiter, desto größer die Kapazität. Durch den in der Regel geringen Abstand der Adern entstehen relativ hohe Kapazitätswerte (130 pF), die durch entsprechende Wahl des Isoliermaterials (beispielsweise PE) konstruktiv so beeinflusst werden können, dass Kapazitäten von unter 70 pF erreicht werden können. Da diese Kapazitäten praktisch zu einem Tiefpassverhalten des Kabels führen, das bei größeren Übertragungswegen die Höhen bedämpft, ist bei empfindlichen Anwendungen wie trafosymmetrierten und hochohmigen Röhrenmikrofonen oder Röhrenvor- und Endstufen diesem Gesichtspunkt besondere Aufmerksamkeit zu schenken.
Genaues Hinhören lohnt sich!

Hierbei handelt es sich um den Gleichstromwiderstand des Leiters, der durch den Widerstand des Leitermaterials bedingt wird.

Er wird in Ohm angegeben.
Bei der Übertragung von Wechselströmen verteilt sich der Strom mit wachsender Frequenz nicht mehr gleichmäßig über den Leiterquerschnitt. Bei hohen Frequenzen erfolgt die Stromweiterleitung schließlich nur noch an der Leiteroberfläche (Skin-Effekt). Dies kann bei digitaler Datenübertragung von Bedeutung sein; im niederfrequenten Audiobereich ist der Skin-Effekt dagegen bedeutungslos! Bei Mikrofon- und Multicorekabeln sollte der Leiterwiderstand unter 100 Ohm/km und bei Lautsprecherkabeln unter 10 Ohm/km liegen.

Der Kabelmantel wird in der Praxis am meisten belastet. Er muss mechanischen Einflüssen, Temperaturschwankungen, Säuren, Ölen und auch dem natürlichen Alterungsprozess gewachsen sein. Weitverbreitet ist hier PVC als Material, jedoch haben in den letzten Jahren auch neue Materialien mit besonderen Eigenschaften Einzug gehalten.

Neben- / Übersprechen kennzeichnet das ungewollte Übertreten von Signalenergie in benachbarte Leitungskreise. Ursachen sind kapazitive und induktive Kopplungen sowie in geringem Maße Ableitungsverluste. Angegeben wird das logarithmierte Verhältnis von Signalleistung im sendenden Aderpaar zur Empfangsleistung im gestörten Aderpaar. Die Einheit ist Dezibel (dB), der Zahlenwert sollte möglichst groß sein. Über das Verseilen benachbarter Paare mit unterschiedlichen Schlaglängen und über Abschirmmaßnahmen lässt sich das Neben-/ Übersprechen verringern.

Um eine störungsfreie Übertragung elektrischer Signale über weite Strecken zu ermöglichen, sollte man das Kabel symmetrisch, d.h. mit verdrillten Paaren, aufbauen. Dabei wird das Tonsignal gegenphasig auf die beiden Innenleiter gegeben. Die Einstreuungen, die nicht von der Abschirmung abgehalten werden, weisen gleichphasiges Verhalten auf und heben sich an trafo- und elektronisch symmetrierten Eingängen praktisch auf. Auch lässt sich so – bei trafosymmetrierten Eingängen – eine erdfreie Verbindung zwischen Geräten generieren, die andernfalls zu gefürchteten Brummschleifen führen kann.

Die unsymmetrische, koaxiale Verdrahtung benutzt die Abschirmung des Kabels als signalführendes Element und ist damit nicht in der Lage, Einstreuungen zu kompensieren.

Beim Verbund mehrerer Einzeladern spielt die Verseilung, also das Verwickeln der Einzelkomponenten, wegen möglicher Verspannungen, die die mechanischen sowie die elektrischen Werte beeinflussen können, eine nicht zu unterschätzende Rolle.

Das Kopplungsverhalten kann durch die Schlaglänge, das ist die Länge bis zur 360° - Drehung der Komponenten, minimiert werden. Bänder oder Folien aus Kunststoffen bzw. Vlies halten einen Verseilverband zusammen und verhindern, dass der Mantelwerkstoff beim Aufspritzen in Hohlräume eindringt, was das Abisolieren erheblich erschweren, wenn nicht sogar unmöglich machen kann. Außerdem ermöglichen sie die Verschiebbarkeit der Einzelelemente, was die Flexibilität des Kabels ebenfalls verbessert.

Der Wellenwiderstand wird in der Kabeltechnik als die Eingangsimpedanz einer homogenen Leitung mit unendlicher Länge definiert.

Die Einheit ist Ohm.
Der frequenzabhängige Verlauf des Wellenwiderstandes ermöglicht Aussagen über die in einem Kabel auftretenden Signalverzerrungen an Störstellen. Häufig wird der Wellenwiderstand auch als charakteristische Impedanz bezeichnet. Der Wellenwiderstand ist konstruktiv durch die Abmessungen von Innenleitern, Dielektrikum und Abschirmung vorgegeben. Er ist unabhängig von der Kabellänge. Der Wellenwiderstand ist im niederfrequenten Audiobereich bedeutungslos, jedoch im hochfrequenten Datenbereich, also bei digitaler Übertragung und Verarbeitung (z. B. nach AES/EBU-Norm: 110 Ohm), beachtenswert und deshalb erwähnt. Hier ist auf Wellenwiderstandstoleranzen von weniger als 20% gemäß Norm zu achten, da sonst Reflexionen das Signal und vor allem die Signalflanken so verformen (Jitter), dass eine saubere und zuverlässige Signalauswertung nicht mehr möglich ist. “Gute” Kabel besitzen Toleranzen in der Größenordnung von +/- 10% bei 3 und 6 MHz.

Beim Wendelschirm werden die Einzeldrähte in eine Richtung und Lage, das heißt ohne Kreuzungen, um den Unterbau herum gesponnen. Die Bedeckung liegt mit rund 90 bis 95 Prozent höher als beim Flechtschirm. Die Flexibilität ist sehr gut. Beiden Varianten gleich ist die abschirmende Wirkung gegen starke elektromagnetische Störfelder im nieder- und hochfrequenten Bereich.