Am Anfang war der StromAus Klang & Ton 2/96
Der "Kettengedanke" ist so alt wie der Wunsch, hochwertige Musikwiedergabegeräte zu schaffen. Er besagt, daß für guten Klang nicht einzelne Geräte die Verantwortung tragen, sondern ihr Zusammenwirken in einer Musikwiedergabekette verantwortlich ist, und daß am Ende nur herauskommen kann, was vorne hereingesteckt wurde. Eine klare Sache, denn was von vorneherein schlecht oder unvollständig ist, wird auch durch noch so sorgfältige Verstärkung und elektroakustische Wandlung im Lautsprecher nicht besser. Und am Anfang steht ... der Strom. Natürlich auch der Plattenspieler und der CD-Player, aber die laufen ja, von alten Trichtergrammophonen einmal abgesehen - mit Strom. Und der kommt meistens aus der Steckdose. Jeden Verstärker kann man als ein Ventil interpretieren, das vom Musiksignal an der Eingangsbuchse moduliert wird und den vom Netzteil gelieferten Strom an den Lautsprecher weitergibt. Nur störungsfreie Gleichspannung am Ausgang des Netzteils bietet daher die Gewähr für lupenreinen Klang. Nun kann kaum jemand sich ein privates Elektrizitätswerk leisten. Deshalb haben Akku-Stromversorgungen Hochkonjunktur. Eine interessante Alternative dazu ist, den mehr oder weniger hochfrequent verschmutzten 50-Hertz-Netzstrom einer gründlichen Reinigung zu unterziehen - mit einem Netzfilter. Welche Störenfriede sich der Betreiber einer HiFi-Anlage über die Netzsteckdose einfängt, verdeutlicht ein Blick auf den Oszilloskopschirm: Schaltnetzteile, Vorschaltgeräte von Leuchtstoffröhren und hochfrequenzverarbeitende Geräte schicken munter auf dem Versorgungsnetz umhervagabundierende Störimpulse aus, und Verbraucher mit hohem Anschlußwert zwingen die Netzspannung in die Knie. Die eigentlich sinusförmige 50-Hertz-Grundwelle schließlich ist merklich abgeflacht, ein Indiz für nicht unerheblichen Oberwellen-Anteil. Tatsächlich liegt der Klirrfaktor der Netzspannung durchschnittlich bei 8 bis 12 Prozent. Verantwortlich dafür sind die Transformatoren in den Umspannwerken der Elektrizitätsversorger, die insbesondere während der mittäglichen Leistungsspitze hart an der magnetischen Sättigungsgrenze ihres Kernmaterials arbeiten. Besonders der Hochfrequenzmüll kann sich oft ungehindert bis ins Musiksignal durchschlagen: Den Netztransformator passiert er auf kapazitivem Weg, der Gleichrichter ist viel zu langsam, um die schnellen Amplitudenschwankungen gleichzurichten, und die Siebelkos des Netzteils vermögen ihn infolge ihrer Eigeninduktivität nicht kurzzuschließen. Aber auch der relativ niederfrequente Netzklirr kann gehörigen Ärger bereiten. Natürlich gibt es Mittel und Wege, den elektrischen Plagegeistern den Weg zu verbauen, zum Beispiel über extrem schnelle Schottkydioden im Netzteil, kleine Parallel-Kondensatoren zu den Gleichrichterdioden oder Glimmer C's in der Siebkette, aber der bessere Weg ist, die Störenfriede schon vor dem Netztransformator zu bremsen. Dazu bedarf es eines Netzfilters. Dieses ist elektrisch schlicht als Tiefpaß mit einer Eckfrequenz mehr oder minder knapp oberhalb von 50 Hertz zu beschreiben. Der passiven Frequenzweichentechnik ist diese Materie verblüffend ähnlich, denn auch hier hängt die Filterwirkung stark von Größe und Form der Lastimpedanz ab. Und wie beim Lautsprecher ist die Last in der Regel induktiver Natur, denn ein Netztransformator bildet üblicherweise das Eingangsbauteil jedes HiFi-Geräts. LC-FilterNetzfilter gibt es fertig zu kaufen, oft eingebaut in Kaltgeräte-Einbaustecker oder in einem Metallgehäuse vergossen. Üblich sind Filter zweiter und vierter Ordnung mit einer Dämpfung zwischen 20 und 60 Dezibel bei 1 Megahertz. In der Industrieelektronik werden diese Filtermodule genutzt, um die Störaussendung hochfrequenzverarbeitender Geräte über den Netzanschluß zu unterbinden. Es gibt sie mit unterschiedlichster Belastbarkeit. Für die Audiotechnik sind diese Einbau-Netzfilter nur bedingt zu verwenden, da ihre Eckfrequenz meist zu hoch liegt. Manche leisten bei Geräten mit geringer Stromaufnahme, wie CD-Playern, Plattenspielern und Vorverstärkern gute Dienste, andere verschlechtern den Klang eher. Für Endstufen kommen sie infolge zu knapper Dimensionierung selten in Frage.
TrenntransformatorenDiese Trafos mit einem Windungsverhältnis von eins zu eins entkoppeln den angeschlossenen Verbraucher galvanisch vom Netz. Bei Verwendung eines eigenen Trafos für jede Komponente einer HiFi-Anlage stehen die Erdungspotentiale der einzelnen Geräte nicht mehr in Beziehung zueinander, Brummschleifen sind damit kein Thema mehr. Trotzdem ist es noch lange nicht egal, wie herum der Netzstecker eingesteckt wird. Durch die großen Induktivitäten der Wicklungen ergibt sich ab 50 Kilohertz eine gute Dämpfung. Je nach Wickeltechnik können aber noch signifikante Störanteile durch kapazitives Übersprechen zwischen den Windungen die Sekundärseite erreichen, und je nach Kernmaterial ist der Klirrfaktor nicht zu vernachlässigen. EntstörtransformatorenDiese speziellen Trafos bieten neben der galvanischen Trennung den Vorteil einer verglichen mit einfachen Trenntrafos erheblich höheren Stördämpfung. Sie bestehen aus zwei oder vier zusammengeschalteten Transformatoren mit spezieller Wicklungstechnik. Durch den zusätzlichen Einsatz von Entstörkondensatoren und Drosselspulen läßt sich schon ab 100 Hertz eine Filterwirkung erzielen, und mit einer Flankensteilheit von 12 Dezibel pro Oktave ergibt sich so eine Dämpfung von 36 Dezibel bei 1000 Hertz und 60 Dezibel bei 4000Hertz.
RückdämpfungBei digitalen Audiokomponenten ist auch die Rückdämpfung eines Netzfilters oder Entstörtrafos von erheblicher Bedeutung: Manche dieser Geräte - pauschal läßt sich das nicht behaupten - senden einen Abklatsch der Abtastfrequenz von 44 oder 48 Kilohertz ins Netz zurück und beglücken damit die übrigen Komponenten der HiFi-Anlage. Dem einen Riegel vorzuschieben, ist Sinn eines eigenen Filters für diese Geräte. Den Plattenspieler ans CD-Netzfilter mit anzuschließen ist übrigens kein Fehler, denn schließlich läuft immer nur eine Programmquelle. Praktische RealisierungDas Prinzipschaltbild zeigt den grundsätzlichen Aufbau eines Entstörtransformators: Die Hochfrequenzkomponenten des Netzstroms werden schon vom Eingangskondensator kurzgeschlossen, bevor der erste Trenntrafo für die galvanische Trennung sorgt, daran schließt sich eine RC-Kombination an, die eine weitere Filterwirkung besitzt. Es folgt ein zweiter Trenntransformator, und den Abschluß macht eine letzte Batterie von Endstörkondensatoren.
Einen nach diesem Schema aufgebauten Entstörtransformator nahm das K&T-Labor meßtechnisch unter die Lupe: Das Diagramm läßt unschwer die Filterwirkung mit einer Eckfrequenz von 125 Hertz und einer Flankensteilheit von 12 Dezibel pro Oktave erkennen. Im Bereich der Trennfrequenz hängt die Übertragungskurve stark von der nachfolgenden Belastung ab: Sie verläuft umso flacher, je kleiner der Lastwiderstand ist. Zulässig ist bei diesem Filter eine Anschlußleistung von 50 Watt, entsprechend einem Lastwiderstand von 1000 Ohm. Vor dem CD-Player der Redaktion leistete es ganz erstaunliche Dienste: Die Musikwiedergabe gewann signifikant, das Klangbild erschien farbiger. Vor dem Vorverstärker war die Wirkung dagegen allenfalls zu erahnen, was wohl in der sehr aufwendigen Stromversorgung dieses Geräts begründet ist. FazitEin relativ preiswerter Entstörtransformator bringt häufig mehr als die Anschaffung neuer, sehr teurer HiFi-Komponenten. STECKBRIEF
Bausatzname: T1
Ca.-Preise:
PREIS-LEISTUNGS-VERHÄLTNIS: sehr gut
Messergebnisse aus dem K&T-Labor:
DAS FIEL UNS AUF: |
