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| Wenn das Heimkino brummt: Masseschleifen |
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 Ein eigentlich altbekanntes Problem tritt in Zeiten von Kabelfernsehen und Heimkino mit Computerunterstützung immer häufiger auf: Nach dem Verbinden von Rechner, Stereoanlage und Fernseher kommt nicht nur Freude auf, sondern manchmal leider auch störendes Brummen und waagrecht durchs Bild wandernde Streifen. In diesem Artikel befassen wir uns mit der Ursache und deren Beseitigung.
Grundsätzlich muss nicht immer eine Masseschleife Ursache von Brummen sein. Vielmehr gibt es viele Geräte auf dem Markt, die von sich aus sehr störanfällig sind. Dort können dann überall vorhandene Störungen wie elektromagnetische Felder von Transformatoren, billigen Dimmern oder hochfrequenten Quellen (Mikrowelle, Handy, WLAN, etc.) zu ähnlichen Fehlerbildern führen. Eine weitere Ursache können schlechte Kontakte sein: Minderwertige Steckverbinder, die oxidieren oder schlecht sitzende Stecker führen zu hohen Übergangswiderständen und damit verbunden zu störenden Effekten wie Kratzen, Schnarren und Knacksen. Hier sollte man sich vom festen Sitz der Verbindungen überzeugen, diese keinen mechanischen Belastungen aussetzen (Biegen, Zugbelastung, Ausstecken durch Ziehen am Kabel) und möglichst vergoldete Steckverbinder benutzen (keine oxidierenden Oberflächen). Masseschleifen Wie "klingt" eigentlich eine Masseschleife? Die Störung wird allgemein als gleichmässiges Brummen wahrgenommen, das sofort verschwindet, wenn man die Verbindung von Rechner und Stereoanlage trennt, den Rechner von der Stromversorgung trennt bzw. ein vorhandenes Antennenkabel abzieht. Dies ist das häufigste Fehlerbild und wir werden es im Folgenden näher erläutern. Ursache In allerlei Elektroinstallationen und Geräten gibt es erwünschte und unerwünschte Stromkreise. Die Masseschleife gehört zu der zweiteren Gattung. Idealerweise sollte in einem Stromkreis der Widerstand jedes mit Masse verbundenen Punktes und tatsächlichen Masse 0 Ohm betragen (analog gilt das gleiche für den Schutzleiter der Stromversorgung und der "Erde"). In Wirklichkeit ist das aber nicht der Fall, Ursache hierfür sind Widerstände in Kabeln, Verbindern und Abschirmungen (meist im Bereich von einigen Milliohm bis einigen wenigen Ohm).  Diese Tatsache klingt zuerst einmal nicht weiter tragisch. Allerdings sind die Erdpotentiale an verschiedenen Stellen nicht immer gleich (gerade bei Kabelfernseh-Verkabelung und Antennenanlagen). Dabei können leicht Spannungen (=Potentialdifferenzen) von einigen 10 Volt auftreten. Nehmen wir an der Widerstand zwischen zwei Punkten der Abschirmung eines Kabels beträgt 1 Ohm. Wird nun aufgrund der Potentialdifferenz ein Strom von beispielsweise 10 mA verursacht, so entsteht ein Spannungsabfall von 10 mV (= Brummspannung). Diese Brummspannung von 10 mV kann beim einem Audiosignal mit einem Pegel von einigen hundert Millivolt durchaus hörbar bzw. bei Videosignalen sichtbar sein. Der gleiche Effekt wie in der Graphik dargestellt kann bei Anlagen mit Antennenanschluß auftreten. Dabei kann es sich um Dachantennen, Kabelfernsehen, Radioempfang über Kabel, Statellitenfernsehen usw. handeln. Es wird dabei einfach einer der Zweige der Masseschleife über die Abschirmung der jeweiligen Zuleitung hergestellt. Allgemeine Maßnahmen Als erster Versuch bieten sich einfach umzusetzende Vorgehensweisen an, die die Stromversorgung betreffen. Da oft unterschiedliche Erdungspunkte eine Ursache des Problems sind, sollte man zunächst versuchen beide Verbraucher (PC und Stereoanlage usw.) aus der gleichen Stromquelle (und damit mit dem gleichen Erdungspunkt) zu bedienen, z.B. indem man beide Geräte an die gleiche Steckdosenleiste anschliesst. Ein weiterer Ansatzpunkt ist das Vertauschen von Phase und Nulleiter, was man durch simples Drehen des Steckers in der Steckdose um 180° erreichen kann. Nur wenn diese einfachen Methoden versagen, muss man zu den im Folgenden beschriebenen Methoden greifen. Maßnahmen bei Störung über Audioverkabelung Für den Fall, daß die Störungen über die Abschirmung der Audioverkabelung übertragen werden, bietet sich z.b. eine Lösung wie der "Masseschleifen-Isolator GL-205" an. Dieser Filter wurde zwar eigentlich für den Auto-HiFi-Bereich entwickelt, kann aber auch im Heimbereich eingesetzt werden. Er trennt die Abschirmung der angeschlossenen Kabel galvanisch und unterbricht damit eine mögliche Masseschleife. Ein weiteres interessantes Gerät für Audioverbindungen ist der "HOLMCO Sound:Connector". Diese Box wird zwischen PC und Anlage geschaltet und verfügt zusätzlich über Anschlüsse für Mikrofon und Kopfhörer. Das Gerät ist leider nicht immer erhältlich, man kann es von Zeit zu Zeit hier versuchen.  Maßnahmen bei Störung über Antennenkabel Wenn die Störung die Abschirmung einer Antennenzuleitung als Pfad nutzt, dann kann man mit einem sogenannten Mantelstromfilter unterbinden. Diese Filter gibt es in verschiedenen Ausführungen, sie werden einfach in die Zuleitung eingeschleift:  Der "Mantelstromfilter FM 2" ist eine einfachere Ausführung für kleinere Hausanlagen, während der "Mantelstromfilter TZU 10-02" mit Trenntransformator, Brummentstörfilter und Isolator mit galvanischer und kapazitiver Trennung des Innen- und Außenleiters auch höheren Ansprüchen genügt. Weitere Methoden Neben den zuvor beschriebenen Maßnahmen gibt es noch andere Möglichkeiten. Man kann z.B. durch Kabel mit geringerem Widerstand (hochwertige Kabel, dickere Kabel, zusätzliche Masseleitung) den Spannungsabfall am Kabel und damit die Störung verringern. Ganz unterdrücken lassen sich die Störspannungen mit dieser MEthode allerdings nicht. Ein weitere Ansatz besteht darin, die Abschirmung nicht als Teil des Signalpfads zu verwenden, sondern das Signal in einem Kabel mit zwei Innenleitern zu transportieren, das zusätzlich über eine Abschirmung verfügt (wie es auch im Profi-Bereich üblich ist). Diese Methode setzt allerdings entsprechende Hardware voraus, die leider im Consumer-Bereich schwer oder gar nicht zu bekommen ist. WARNUNG: Wir warnen ausdrücklich vor dem "alten Musikertrick" den Schutzleiter der Stromversorgung abzuklemmen oder durch isolieren der entsprechenden Kontakte mit Klebeband zu blockieren. Dies mag zwar eine etwaige Masseschleife unterbrechen, es untergräbt aber auch die lebenswichtige Funktion de Schutzleiters. Im Fehlerfall kann es in einer solchen Anordnung zu tödlichen Stromschlägen oder zu Kabelbränden kommen. |
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