Professionelle Audioanlagen werden normalerweise mit symmetrischer Übertragungstechnik aufgebaut, während Heim-HiFi-Anlagen unsymmetrisch verkabelt sind. Was ist das eigentlich, was ist der Unterschied, warum gibt's überhaupt zwei verschiedene Systeme, und was passiert wenn man sie kombiniert?
Zuerst mal ein wenig Basiselektrik:
Strom fließt immer im Kreis, darum spricht man vom Stromkreis. Wenn man also ein elektrisches
Signal von A nach B übertragen will, dann braucht man dafür zwei Leitungen: Eine Hin- und eine Rückleitung. Das gilt sogar für Wechselstrom. Bei dem ändert sich zwar dauernd die Stromflußrichtung, aber trotzdem muß zu jedem Zeitpunkt der Strom, der in einer der beiden Leitungen fließt, in der anderen wieder zurückfließen.
Die Information kann auf verschiedene Weise im Strom enthalten sein. Im einfachsten Fall kann sie in der Stromstärke oder in der Spannung enthalten sein. Kompliziertere Fälle gibt's auch, z.B. kann die Information auf eine Trägerfrequenz aufmoduliert sein. Das ist z.B. beim TV-Kabel der Fall. Das soll uns hier nicht interessieren. Der gängigste Fall bei Audiosignalen ist nämlich der, daß die Information in der Spannung steckt.
Wenn man eine Spannung übertragen will, dann macht man die Quelle niederohmig und das Ziel hochohmig. Auf diese Weise kommt das Signal mit den geringsten Verlusten an. (Bei Stromübertragung ist es übrigens genau umgekehrt.) So ist z.B. der Ausgangswiderstand eines HiFi-Gerätes normalerweise deutlich unterhalb von 100Ohm, während der
Eingangswiderstand 10kOhm oder mehr beträgt.
Der Eingangswiderstand liegt dabei zwischen den Hinleiter und dem Rückleiter. Irgendwelche immer vorhandenen
Kabel- und Steckerwiderstände liegen dazu in Reihe, und solange sie im Vergleich mit den 10kOhm sehr klein sind, spielen sie praktisch keine Rolle. So weit jedenfalls die Theorie.
Bei der symmetrischen Übertragung gönnt man jetzt jedem Hinleiter seinen eigenen Rückleiter, die beiden Drähte treten also immer paarweise auf, und sind sogar oft noch miteinander verdrillt. Dadurch erreicht man, daß sich eventuelle Störungen durch Radiosignale oder Magnetfelder auf beide Drähte praktisch gleich auswirken. Das Nutzsignal gewinnt man im Empfänger dadurch, daß man den Spannungsunterschied zwischen den beiden Leitungen feststellt, und bei dieser Subtraktion fällt ein Störsignal, das auf beiden Leitungen gleich vorhanden ist, wieder heraus. Die symmetrische Übertragung ist deswegen ziemlich störsicher.
Wir brauchen also für die symmetrische Übertragung pro Signal zwei Drähte und einen Subtrahierer im Empfänger zur Feststellung des Spannungsunterschieds zwischen diesen.
Bei der unsymmetrischen Übertragung versucht man demgegenüber zu sparen. Wenn man mehrere Signale zugleich übertragen will, dann kann man eine gemeinsame Rückleitung für alle Signale verwenden, und so Drähte einsparen. Wenn man diese Rückleitung an das in jedem Gerät vorhandene interne Bezugspotenzial (die sogenannte Signalmasse) anschließt, dan kann man auch den Subtrahierer sparen, weil das Nutzsignal schon auf den richtigen Pegel bezogen ist.
Dabei handelt man sich aber ein Problem ein. Dieses System verlangt nun, daß die internen Bezugspotenziale in jedem Gerät gleich sind. Jeder Unterschied würde im Empfänger so aussehen, als wäre er dem Nutzsignal überlagert, und von diesem nicht zu unterscheiden. Bei einem unsymmetrisch verbundenen System muß man also dafür sorgen, daß es keine nennenswerten Unterschiede im Pegel der Signalmassen aller beteiligten Geräte gibt. Die Masseverbindung muß so niederohmig wie möglich sein, während die einzelnen Hinleitungen diesbezüglich nicht so empfindlich sind. Das zu erreichen kann schwieriger sein als man denkt.
Diese billigere und darum weiter verbreitete Variante verwendet einen elektronischen Differenzverstärker. Da gibt es einige Schaltungsvarianten, die uns hier nicht zu interessieren brauchen, weil die Unterschiede keinen Einfluß auf die Verkabelung haben. Dieser Differenzverstärker "berechnet" den Spannungsunterschied zwischen Hot und Cold, wodurch ein Störsignal, welches auf Hot und Cold zugleich auftritt, herausgerechnet wird. Die maßgebliche Eigenschaft des Differenzverstärkers dafür ist die Gleichtaktunterdrückung. Eine hohe Gleichtaktunterdrückung bedeutet eine hohe Unempfindlichkeit gegenüber Störsignalen.
Für die Verbindung eines unsymmetrischen Ausgangs mit diesem Eingang gilt weitgehend das gleiche wie für den trafosymmetrischen Eingang. Hier wird die Differenz zwischen den Massepegeln beider Geräte durch die Gleichtaktunterdrückung des Differenzverstärkers kompensiert. Die Verzerrungswerte eines Differenzverstärkers können außerdem gegenüber einem Übertrager besser sein, vor allem bei niedrigen Frequenzen.
Der Unterschied zwischen den Massepotenzialen beider Geräte darf bei diesem Eingang nur wenige Volt betragen, während bei trafosymmetrischen Eingängen der Unterschied hunderte von Volt betragen darf, ohne daß das irgendwelche Probleme machen würde. In den allermeisten Fällen hat man es aber mit Unterschieden von weniger als einem Volt zu tun, so daß ein Differenzverstärker ohne weiteres in Frage kommt.
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