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Was ist symmetrisch, was ist unsymmetrisch

Die Beachtung des Unterschieds zwischen symmetrischen und unsymmetrischen Audiosignalen im Studio ist wichtig. Als symmetrische Verbindungen bezeichnet man die XLR-Stecker und Audio Kabel mit 3 Leitern, die unsymmetrischen Verbindungen sind Kabel mit 2 Leitern und Stecker mit zwei Kontakten.

symmetrische XLR-Buchse und XLR-Stecker     unsymmetrisches Cinch Stecker Pärchen

Der Studiostandard ist XLR, symmetrisch.

Häufig kommt es aber vor, dass unsymmetrische Consumer-Geräte an der symmetrischen XLR-Norm angeschlossen werden. Zum Beispiel indem man Kabelpeitschen baut, die von unsymmetrisch auf symmetrisch geschaltet sind.

Das Problem beim Zusammenschalten von unsymmetrischen Cinch Ausgängen auf symmetrische XLR Eingänge besteht zum einen im Pegelunterschied und zum anderen in der Zuführung von Massebrummschleifen.

Deshalb ist es wichtig, bei der Audiosignalführung im Studio darauf zu achten, alles symmetrisch auszuführen. Mischt man symmetrisch und unsymmetrisch zieht man sich Massebrummschleifen und Audiostörungen in das Audiosignal. Es wird dadurch schwierig einen Studio-Referenzpegel in dB festzulegen, weil mit unterschiedlichen Signalzuführungspegeln gearbeitet wird.

Mit symmetrischen Kabeln (s.u.) lässt sich das vermeiden.

            symmetrisches Kabel, z.B. Mikrofonkabel

 

Vorteile der Symmetrierung

Die Übertragung erfolgt dabei, anstatt mit einem einzigen Signalleiter, mit einem Paar. Die Beeinflussung des Nutzsignals durch Einkopplungen auf dem Übertragungsweg ist bei symmetrischer Signalübertragung auf beiden Leitern nahezu gleichartig, sodass sich bei Differenzbildung der beiden Leiter-Potenziale die Störung (nahezu) aufhebt. Dies wird erreicht, indem jeder Leiter des Leitungspaares die gleiche Quellimpedanz, gleiche Leitungsimpedanz und gleiche Lastimpedanz aufweist.

Symmetrisches Differential Kabel

Nachteil der unsymmetrischen Übertragung

Auf dem unsymmetrischen Übertragungsweg oder der asymmetrischen Signalübertragung, erfolgt die elektrische Signalübertragung durch eine Spannung, die sich gegenüber einem Bezugspotential (der elektrischen Masse) ändert. Typischerweise wird dazu eine abgeschirmte Leitung benutzt. Die Spannung im Bezug zur Masse ist störungsanfällig und nimmt mit der Länge und mit dem Querschnitt der Leitung ab.

Asymmetrisch

Abhilfe

Das bedeutet für den Techniker darauf zu achten, dass alle direkten Audiosignalzuführungen von Geräten mit XLR-Ausgängen erfolgt. Benutzt man Consumer-Geräte mit Cinch-Ausgängen ist es ratsam eine DI-Box dazwischen zu schalten. Eine DI-Box ist ein Balun-Transformator (balanced / unbalanced), der verlustfrei zwischen unsymmetrischer und symmetrischer Audioverbindung transformieren kann. Wichtig hierbei ist, darauf zu achten, eine passive DI-Box zu benutzen, die ohne Batterien auskommt.

              Beispielbild: Aktive DI-Box mit Batterie

Optimal plant man eine Studiosignalführung symmetrisch mit XLR

Dazu schafft man Zuspielgeräte und Computer-Sound-Karten mit XLR-Ausgängen an, die zwar auf den ersten Blick teurer sind, aber den Vorteil haben, als Profigeräte deutlich länger zu halten als Consumer-Geräte. Dadurch kann man im Studio einen durchgehenden Referenzpegel einstellen, der sich auf die symmetrische XLR-Norm bezieht. Die Audiosignale sind stabiler und die Audiostrecken können bis zu 100 m lang sein.

Tipp zur Signalverfolgung: Die Pins der XLR-Stecker zeigen immer in die Richtung in die das Signal fließt.

Merkregel für die Reihenfolge der XLR-Pins, die sich an den Buchstaben orientiert:

  • Pin 1 eXternal oder Xcreen für Screen (außen, Schirmung = Masse)
  • Pin 2 Live oder Line (Signal = heiß +)
  • Pin 3 Return (Rückleiter = kalt -)

Hinweis: Das symmetrische XLR-Signal ist klarer und störungsfreier, als eine unsymmetrische Cinch- oder Miniklinken-Verkabelung.