Samstag, 27. März 2010

Lies, damn lies, and measurements

Wie einfach wäre es doch wenn Alle glauben würden, die Ohren seien die besten Meßgeräte. Das würde einen Haufen Aufwand mit der ganzen Meßtechnik sparen. Die Entwicklung von Geräten würde deutlich billiger: Ein Lötkolben, eine Kiste voller Bauteile und ein guter Gehäusebauer würden reichen. Ok, vielleicht nicht ganz, aber fast...

Leider gibt es aber noch immer Leute, die auf Messungen Wert legen, und die Nase rümpfen wenn sie keine Diagramme sehen, die sie interpretieren können. Solche Messungen haben die Aura einer objektiven, unbestechlichen Wahrheit. Ein gestandener Audiophiler weiß, daß unbestechliche Wahrheit nur in seiner eigenen unmittelbaren Wahrnehmung zu finden ist. Es gibt aber noch zu wenige gestandene Audiophile, so daß es einen Bedarf für Messungen gibt, die diese audiophile Wahrheit auch den Anderen vermitteln können.

Ich will daher hier einmal die Methoden zusammenfassen, die man anwenden kann, um zu Messungen zu kommen die man als Beweis für audiophile Grundüberzeugungen präsentieren kann. Wie sich zeigen wird, werden diese Methoden schon seit längerem praktisch angewandt und erfreuen sich eines gewissen Erfolges. Anwendungen derselben finden sich ebenso in der Fachpresse wie in Foren, in Hersteller-Veröffentlichungen wie im Handel.

Welchen Aufwand man dabei betreiben muß bemißt sich vor allem an der Zielgruppe, die man damit ansprechen will. Die wichtigen Fragen dabei sind:
  • Welche Antwort würde der Leser gerne sehen? Wohin zieht ihn sein Wunschdenken?
  • Wie loyal ist der Leser? Wie groß sind seine Hemmungen, Fehler oder Betrug zu unterstellen?
  • Wie vorgebildet ist der Leser? Über welche Fähigkeiten zur Kritik und zur Plausibilitätskontrolle verfügt er?
  • Wie wichtig ist die Angelegenheit dem Leser? Welchen Aufwand ist er bei der Beschäftigung mit dem Thema bereit zu treiben?
Falls es die Zielgruppe hergibt, kann man es sich auch ziemlich einfach machen. In Fällen, wo die Leser weitgehend loyal eingestellt sind und das Ergebnis ohnehin ihren Erwartungen entspricht, kann man sogar so weit gehen, eine Messung nur vorzutäuschen. Erfundene Daten werden auch im normalen Wissenschaftsbetrieb manchmal in Veröffentlichungen benutzt, und je nachdem wie gut erfunden sie sind, kann es sogar eine ganze Weile dauern bis der Betrug auffällt.

Die erste Methode lautet daher: Wenn es die Zielgruppe gestattet, dann mach Dir's einfach und arbeite mit frei erfundenen Messungen.

Die mehrheitliche Loyalität der Leserschaft spielt dabei eine sehr wichtige Rolle, denn falls einmal ein Kritiker auftauchen sollte, dann bildet diese loyale Leserschaft ein wichtiges Bollwerk gegen die Kritik, denn sie wird dafür sorgen daß der Kritiker einen schweren Stand hat. Man wird ihm Unverschämtheit und Ungezogenheit vorwerfen, und generell seine Qualifikation und Motivation in Frage stellen.

Wenn unter der Leserschaft Leute sind, die Sachverstand haben, und/oder ihr Wunschdenken geht nicht in die richtige Richtung, dann kann diese einfache Methode zu riskant sein. Es ist dann besser man macht tatsächlich Messungen, und nutzt stattdessen seine Freiheiten bei der Präsentation und bei der Interpretation derselben. Ich will zunächst bei der Präsentation bleiben und entsprechende Methoden vorstellen, bevor ich dann dasselbe für die Interpretation tue.

Bei der Präsentation geht es darum, Meßergebnisse so darzustellen, daß nach Möglichkeit der Leser auf die gewünschte Interpretation von selbst kommt, oder daß wenigstens diejenige Interpretation, die wir ihm sodann anbieten, für ihn plausibel aussieht.

Ein sehr wichtiges Mittel dazu ist bei Diagrammen die Skala der Achsen. Durch entsprechende Skalierung kann man unbedeutend kleine Schwankungen zu beeindruckenden Gebirgen machen, und große Schwankungen harmlos aussehen lassen. Im einfachsten Fall bietet man keine nachvollziehbare Achsenskalierung und verläßt sich ganz auf die optische Wirkung der Kurve. Überraschend viele Leute akzeptieren das und behalten das Gefühl eines objektiven Nachweises zurück.

Meist ist es aber besser man gibt die Achsenskalierung an, und verläßt sich darauf daß die Leser nicht beurteilen können, ob sie zweckmäßig ist oder nicht, also ob der dargestellte Wertebereich tatsächlich interessante Größenordnungen abbildet.

Die zweite Methode ist also: Sei kreativ bei der Achsenskalierung und -beschriftung. Der optische Eindruck der Kurve ist das Wichtige. Die Achsenbeschriftung wird nur von wenigen Lesern verstanden, aber ihr Vorhandensein suggeriert Seriösität.

Wenn es darauf ankommt, mehrere Diagramme zum Vergleich nebeneinander zu stellen, dann sollte man sich keine Blöße geben und darauf achten, daß auch die Achsenbeschriftungen vergleichbar sind. Unterschiedliche Achsenbeschriftungen bei parallelen Diagrammen wirken sehr unseriös, auch bei weniger kritischen Lesern. Wenn sich dadurch unvorteilhafte Kurven ergeben sollte man eher die Meßbedingungen variieren, denn die Leser werden instinktiv davon ausgehen, daß bei parallelen Diagrammen auch jeweils gleiche Meßbedingungen vorlagen. Man kann es sich folglich sparen, das explizit klarzustellen, und vermeidet so auch eine direkte Lüge.

Dritte Methode: Wenn beim Vergleich von Kurven geschönt werden soll, dann sollte man das nicht über unterschiedliche Achsenskalierungen tun, sondern über unterschiedliche Meßbedingungen, über die man am besten kein Wort verliert.

Welche Meßbedingungen dabei am besten zu variieren sind, hängt natürlich vom konkreten Fall ab. Ob es sich um Pegel, Impedanzen, räumliche Unterschiede, oder unterschiedliche Einstellungen der Meßapparatur dreht, es gibt normalerweise eine Fülle von Parametern, die bei Messungen einfach stillschweigend als gegeben und für jede Messung gleich angenommen werden müssen, daß sich daraus viele Möglichkeiten der Einflußnahme auf ein Ergebnis bieten.

Nur ein Beispiel: Bei der Messung des Frequenzgangs von Lautsprechern hängt der optische Eindruck der Kurve sehr stark davon ab welche glättenden Filter man bei der Messung einsetzt. Eine Glättung mit Terzfilter produziert wesentlich glattere und "ruhigere" Kurven als es schmalbandige Filter tun. Der Lautsprecher selbst bleibt dabei unverändert.

Man nutzt dabei die Tatsache, daß man kaum eine vollständige Beschreibung der Einstellungen der Meßapparatur abgeben kann, weil das viel zu umfangreich wäre. Selbst bei Artikeln, die nach streng wissenschaftlichen Kriterien verfaßt werden, toleriert man daher daß die Meßbedingungen nicht vollständig angegeben werden, sondern daß die wesentlichen Umstände der Messung nachvollziehbar sind und der Rest harmlos ist. In Fällen, wo es normierte Meßbedingungen gibt, wird auch oft angenommen daß normgerecht gemessen wurde.

Dazu kommt, daß wenige Leute überblicken, welche Auswirkungen auf das Meßergebnis solche Unterschiede in den Meßbedingungen im konkreten Fall haben können. Entsprechend schwierig wird es für sie auch sein, in den Meßergebnissen nach Anzeichen für solche Manipulationen zu suchen. Wie immer es auch sei, was nicht explizit angegeben ist kann zum eigenen Vorteil manipuliert werden, ohne daß man von davon reden könnte daß hier jemand gelogen hätte.

Ein weiterer wichtiger Punkt bei der Präsentation der Messungen ist das, was man nicht präsentiert. Wenn man hundert Messungen hat, die schlecht aussehen, und eine die gut aussieht, dann präsentiert man die eine gute und verliert kein Wort über den Rest.

Vierte Methode: Zeige nur das was für Deine Interpretation spricht, nicht das was dagegen spricht.

Ein Beispiel für eine solche Vorgehensweise sind die Oszilloskop-Bilder vom Ausgang eines D/A-Wandlers, wo die Reaktion auf Rechteckimpulse gezeigt wird. Die Rechteck-Impulse sind künstlich digital erzeugt, und stillschweigende oder auch ausdrückliche Aussage ist, daß der bessere Wandler so einen Impuls auch möglichst rechteckig wiedergeben müsse. Ein korrekt aufgebauter Wandler A zeigt dabei Überschwinger an den Impulsflanken. Ein Wandler B ohne korrektes Rekonstruktionsfilter dagegen zeigt ein fast ideales Rechteck am Ausgang. Der korrekte Wandler sieht also hier schlecht aus.

Was man nicht gezeigt bekommt, ist der Ausgang der Wandler bei einem Sinussignal. Der korrekte Wandler A gibt es auch korrekt sinusförmig aus, während der Wandler B ein treppenförmiges Signal ausgibt.

Wer nur das Rechteck sieht wird sich denken: Der Wandler A macht's falsch, der Wandler B richtig, also ist B besser. Würde er nur das Sinus-Beispiel sehen, käme er zum umgekehrten Schluß. Nur derjenige, der beide Beispiele kennt, kommt zum ausgewogeneren Schluß, nämlich daß man sich aussuchen kann bzw. muß, welche Art von Signal der Wandler korrekt wiedergeben können soll, also ob die tatsächlichen Signale die der Wandler verarbeiten soll eher wie Rechtecke oder eher wie Sinusse sind. Diese Frage führt zu ganz anderen, tiefer liegenden Fragen, nämlich nach der physikalischen Natur von Schall und spezieller von Musiksignalen, und das Ergebnis dieses längeren Exkurses wäre es, daß hier eben der Sinus korrekt reproduziert werden muß und nicht das Rechteck.

Das alles kann vermieden werden indem man solche weiterführenden, ausgewogeneren Gedanken erst gar nicht provoziert. Man zeigt nur das Rechteck-Beispiel, und der gewünschte Schluß ergibt sich beim Leser von selbst.

Hier sind wir am Übergang zwischen Präsentation und Interpretation. Zweck der Präsentation ist ja, daß der Leser die gewünschte Interpretation selbst vornimmt, am besten ohne daß er sich dessen überhaupt bewußt wird, daß er interpretiert. Im obigen Beispiel wird ein Rechteck mit Überschwingern unwillkürlich als schlechtes Zeichen interpretiert, aber bei näherer Untersuchung der Sachlage ist es das gar nicht. Im Gegenteil ist ein schön eckiges, sauberes Rechteck ein Zeichen fehlender Bandbegrenzung, die aber im gegebenen Fall nötig gewesen wäre. Mit dem passenden Sachverstand könnte man also auch das Beispiel mit dem Rechteck allein richtig interpretieren, aber diese Interpretation läuft gegen den Augenschein.

Eine gut manipulierte Messung präsentiert die richtigen, unverfälschten Daten auf eine Art und Weise, die das Richtige falsch und das Falsche richtig aussehen läßt. Da der Irrtum erst im Hirn des Lesers entsteht, kann einem auch kein Meßbetrug nachgewiesen werden. Um gegen den Irrtum gefeit zu sein, müßte der Leser entweder über genügend eigenen Sachverstand verfügen, oder man müßte ihm die entsprechenden Grundlagen in einer ausreichend ausgewogenen Form vermitteln. Das ist aber selten der Fall. Sogar in Kreisen von ausgewiesenen Fachleuten kommt es vor, daß man sich vom Augenschein zu falschen Schlüssen verleiten läßt, die man bei genauerer Überlegung auch aus dem gebotenen Datenmaterial als irrig hätte erkennen können.

In diesem Zusammenhang ist auch der Umgang mit Fehlmessungen (bzw. Meßfehlern) zu sehen. Wenn das Gewünschte heraus kommt dann kann die eigene Messung nicht falsch gewesen sein, das ist die Grundhaltung. John Curl hat z.B. mal seltsame Meßergebnisse bei Kabelmessungen gefunden, und daraus auf das Vorhandensein von "Mikrodioden" in Kabeln geschlossen, die angeblich die von ihm gemessenen Verzerrungen produzieren. Wenn man sich ansieht wie hartnäckig er dieses Ergebnis über die Jahre verteidigt hat, obwohl bald klar wurde daß sein Meßinstrument ein Problem gehabt haben mußte, spricht Bände über dieses Phänomen. Die gleiche Hartnäckigkeit ist es auch, die noch heute dazu führt daß dieses Gerücht über die Mikrodioden nicht aus der Welt zu schaffen ist, und die von ihm gezeigten Meßkurven kursieren noch heute als angeblicher Kabelklang-Beweis. Die dem entgegen stehenden Kontrollmessungen von anderen Fachleuten mit besserer Ausrüstung sind weit weniger bekannt und werden natürlich von Curl selbst nicht weiterverbreitet.

Auch wenn eine gute Präsentation der bessere, weil unauffälligere Weg ist, die Interpretation des Lesers in die gewünschten Bahnen zu lenken, so wird man dennoch oftmals die gewünschte Interpretation auch etwas direkter anbieten wollen oder müssen. Insbesondere bei einer sehr uninformierten Leserschaft, oder einer sehr denkfaulen Leserschaft, wird man auf diese Weise weiter kommen. Diese Zielgruppe bräuchte schon sehr eindringliche Diagramme, um von selbst zum gewünschten Ergebnis zu kommen, und die kann man oft nicht so problemlos fabrizieren. Also erzählt man ihnen eben explizit, wie die Bilder zu interpretieren sind.

Auf diese Weise kann es sogar gelingen, aus Meßwerten die gewünschten Ergebnisse zu ziehen, die damit eigentlich gar nichts zu tun haben. Anders gesagt, man interpretiert in die Sache eine Kausalität hinein, die gar nicht vorhanden ist. Man sagt: "Diese Kurve hier ist krumm, deswegen klingt das Gerät schlecht." Die Krummheit der Kurve ist dabei vielleicht gar nicht umstritten, das Problem besteht darin ob der Zusammenhang zwischen der Kurve und dem Klang besteht. Dieser Zusammenhang besteht aber selbst dann nicht automatisch, wenn das Gerät tatsächlich schlecht klingen sollte.

Es ist erstaunlich wie schnell die allermeisten Leute einen kausalen Zusammenhang zwischen zwei Phänomenen annehmen, die einfach nur in ihrer Wahrnehmung zusammen getroffen sind. Das steht in keinem Verhältnis zur Schwierigkeit, die man hat wenn man solch eine Ursache-Wirkung-Beziehung tatsächlich nachweisen will. Ebenso erstaunlich ist es wie einfach man sich diese menschliche Tendenz zunutze machen kann. Es hat offenbar etwas damit zu tun daß der menschliche Geist danach strebt, Sinn und Folgerichtigkeit in seiner Umwelt zu suchen. Man vermutet so Ursachen und Zusammenhänge hinter natürlichen Ereignissen, die oft keine besonderen Zusammenhänge oder Gründe haben. Bei den kürzlich -- zumindest in der öffentlichen Wahrnehmung -- gehäuft aufgetretenen schweren Erdbeben kam ja auch schnell der Verdacht auf es habe etwas mit dem Klimawandel zu tun, sei also mittelbar vom Menschen selbst verursacht. Einen solchen Zusammenhang tatsächlich nachzuweisen ist aber ein sehr viel schwierigeres Geschäft, und man müßte eigentlich beim Ziehen solcher Schlüsse sehr vorsichtig sein. Trotzdem werden bei vielen Menschen solche Spekulationen schnell zur Beinahe-Gewißheit, wenn sie zu den restlichen Ansichten passen, also ein entsprechendes Weltbild harmonisch ergänzen.

Im Bereich Hifi wird diese Situation gerne genutzt, die Voraussetzungen sind günstig. Besonders das audiophile Weltbild mit der Betonung der eigenen Wahrnehmung führt dazu daß Interpretationen, die zumindest den Anschein erwecken als würden sie mit der eigenen Wahrnehmung harmonieren, bereitwillig übernommen werden, ohne daß man sich über die Kausalität große Gedanken zu machen scheint. Man kann hier sogar erfolgreich Interpretationen anbieten, die so absurd sind, daß es mit nur wenig Nachdenken eigentlich offensichtlich sein müßte.

Fünfte Methode: Biete Interpretationen an, die in das Weltbild der Zielgruppe passen. Ein kausaler Zusammenhang zu den Messungen braucht dabei überhaupt nicht zu bestehen. Es kann sogar funktionieren wenn die Messungen bei Licht betrachtet die Interpretation klar widerlegen.

Als konkretes Beispiel verweise ich auf den Artikel von Goetze im Studio-Magazin, über den ich vor geraumer Zeit hier geschrieben habe. Dort werden Messungen vorgestellt, die zeigen daß das getestete Zubehörteil keine meßtechnischen Auffälligkeiten zeigt, die auch nur entfernt hörbare Proportionen haben. Trotzdem behauptet der Autor, damit klar hörbare Effekte nachgewiesen zu haben. Im Falle der Stereoplay-Verstärkermessungen werden ebenfalls Kausalitäten unterstellt, die weder nachgewiesen noch plausibel sind, wenn man es bei Licht betrachtet. Bei der damit angesprochenen Zielgruppe spielt das allerdings keine Rolle. Die Glaubwürdigkeit ergibt sich da aus der Verträglichkeit mit dem eigenen Weltbild. Beide Beispiele zeigen wie weit man bei diesen Manipulationen gehen kann, bevor man die Toleranz- oder Loyalitätsgrenze seiner Leserschaft überschreitet.

Eine weitere Methode wird daraus ebenfalls ersichtlich: Wiederhole Deine Interpretation, und auch die Argumentation mitsamt der Diagramme. Verschweige und ignoriere ggf. die Kritik daran. Bei der Leserschaft wirkt die Präsenz der Argumentation schwerer als die Stichhaltigkeit.

Wer immer wieder die gleiche Lüge verbreitet wirkt irgendwann glaubwürdig, schon weil er so hartnäckig ist. Zudem müssen die Kritiker die Stichhaltigkeit nicht nur einmal, sondern sehr oft widerlegen, und wenn man es schafft, das auszusitzen, dann wird im günstigsten Fall die eigene Argumentation zur Urban Legend, zu etwas was geglaubt wird weil es allgegenwärtig ist.

Solche Urban Legends können sich über Jahrzehnte halten und den Status von allgemein bekannten Wahrheiten annehmen, wenn sie ein verbreitetes Wunschdenken unterstützen. Es ist noch gar nicht so lange her daß man Frauen hierzulande den Zugang zu Bildungseinrichtungen verweigert hat mit der Überzeugung, daß sie zu höherer Bildung ihrer Natur nach weniger befähigt seien als Männer. Ein großer Teil der Bevölkerung, einschließlich vieler Frauen, hielt diese Ansicht für selbstverständlich. Wir haben diesen Irrglauben inzwischen mehrheitlich überwunden, aber es gibt Länder und Kulturen die das noch vor sich haben.

Solche verbreiteten Irrtümer, die in der Art von Urban Legends weiter getragen werden, gibt's im Bereich Hifi jede Menge, und wenn man es schafft sie sich zunutze zu machen errichtet man für seine Kritiker fast unüberwindliche Hürden, denn man kann es so aussehen lassen als argumentierten sie gegen das Selbstverständliche -- und so etwas tut nur jemand der nicht ganz bei Trost ist.

Aus einer Sachfrage kann man so eine Frage von Mehrheiten machen. Recht hat nicht derjenige der die besseren Argumente hat, sondern recht hat die Masse.

Damit verwandt ist die siebte Methode: Setze auf das kurze Gedächtnis und die Faulheit der Leser.

Man sollte daher nicht vor Versuchen der Geschichtsfälschung zurückschrecken. Man kann problemlos so tun als hätte man das was man gerade sagt schon immer so gesagt, auch wenn man seine Aussage in Wirklichkeit um 180 Grad gedreht hat. Wenn man das nicht allzu offensichtlich macht, dann kommt man damit durch, weil kaum jemand die Energie besitzen wird, die tatsächlichen Vorgänge nachzuzeichnen.

Die letzte Methode, die ich hier vorstellen will, hängt mit dem Eindruck der Glaubwürdigkeit zusammen, der wichtig ist um sich die Loyalität zu bewahren. Diese Glaubwürdigkeit kann man dadurch befördern, indem man sich als jemand präsentiert, der abgewogene Urteile trifft, als jemand der sich über das Sowohl-Als-Auch bewußt ist, sich von Extremen fern hält. Dabei können die tatsächlichen Aussagen durchaus geradezu schwachsinnig oder verrückt sein, es kommt nicht auf den Inhalt, sondern auf den Eindruck an.

Wer sich mit der Beurteilung des Inhaltes schwer tut, der wird sich zwangsläufig an diesen allgemeinen Eindruck halten, und die entsprechenden Binsenweisheiten in Anschlag bringen und sie als gutes Zeichen werten. Daß die Wahrheit immer in der Mitte liegt, daß es einen Unterschied zwischen Theorie und Praxis gibt, daß alle Messungen mit Meßfehlern zu kämpfen haben, daß alles nicht so einfach ist, daß der Teufel in den Details ist, daß letztlich das Gehörte entscheidet, undsoweiterundsofort. Nullaussagen von athmosphärischem Wert.

Letzte Methode: Tarne den Irrsinn in einer vernünftig aussehenden Verpackung.

Die Großmutter sieht vertrauenserweckender aus als der Wolf, und es gibt genügend Leser, die naïver sind als Rotkäppchen. Denen der Anschein einer Großmutter lieber ist als jeder beunruhigende Verdacht auf einen Wolf, und die sich darum nicht fragen warum die Großmutter so große Ohren hat.

Sonntag, 14. März 2010

Dummheit

"Im Kampf mit der Dummheit werden die billigsten und sanftesten Menschen zuletzt brutal" (Friedrich Nietzsche)

Wer in Debatten mit Audiophilen verwickelt wird macht regelmäßig die Erfahrung, daß einer der Betreffenden sich beschwert man würde ihn für dumm, dämlich, bescheuert, beschränkt oder Ähnliches hinstellen. Dabei hat im Regelfall niemand so etwas behauptet. Im Gegenteil, oft bemüht man sich sogar explizit, diesen Eindruck zu vermeiden.

In den meisten Fällen geht es ja dabei um Behauptungen eines oder mehrerer Audiophiler, er/sie hätten etwas gehört was Andere nicht recht glauben können, oder was sie für eingebildet halten. Diese Zweifel, oder die Unterstellung, etwas könne auch eingebildet sein, wird vom Audiophilen direkt in den verkappten Vorwurf der Dummheit übersetzt. Und das obwohl man alles versucht hat, um klarzustellen, daß man solche Irrtümer und Einbildungen für völlig normal hält, für einen unvermeidlichen Bestandteil der menschlichen Wahrnehmung (also beileibe nicht bloß der audiophilen Wahrnehmung!). Es hilft nichts, was für den Einen eine Selbstverständlichkeit ist, das ist für den Audiophilen eine Beleidigung.

Flugs ist man dann von der Diskussion des eigentlichen Themas weggekommen, wo es um die Gründe für oder gegen die Glaubwürdigkeit der audiophilen Behauptung ging. Stattdessen findet man sich nun in der Lage wieder daß man lang und breit erklären muß warum keine Beleidigung ist was der Audiophile als Beleidigung empfindet. Da für den Audiophilen seine Empfindung wahrer ist als die Wirklichkeit, ist das natürlich zum Scheitern verurteilt.

In manchen Fällen ist das ein cleverer audiophiler Schachzug in einer Diskussion, in der man sowieso angefangen hat, schlecht auszusehen. Mit Dummheit hat das in solchen Fällen tatsächlich nichts zu tun, im Gegenteil, der Audiophile bringt seine Gegner in die mißliche Lage daß sie sich aus einer "virtuellen" Geiselnahme befreien müssen. Zur Geisel genommen wird da nämlich ihr Taktgefühl, das es eigentlich gebieten würde, freundlich und sachlich zu diskutieren. Es stellt sich meist auch ein beschwichtigender Reflex ein, ein Bestreben, den Eklat zu vermeiden und den Konflikt nicht auf die Spitze zu treiben. Wenn jemand eingeschnappt ist, dann redet man ihm ja normalerweise gut zu und versucht ihm zu erklären daß das alles eine Folge eines Mißverständnisses wäre, und durch einen anderen Blickwinkel würde sich das von selbst auflösen.

Bloß funktioniert das in den seltensten Fällen. Der andere Blickwinkel würde nämlich bedeuten, daß der Audiophile die Fehlerträchtigkeit seiner eigenen Wahrnehmung einsieht und akzeptiert. Für die meisten Menschen ist das wahrscheinlich kein Problem, für den Audiophilen aber ist das ein Unding, eine Unmöglichkeit, und zwar egal ob er nun ehrlich empört sein sollte oder ob er die Empörung aus diskussionstaktischen Gründen vorschützt. Die Fehlerhaftigkeit des Gehörs akzeptiert er höchstens als theoretische Möglichkeit für den Menschen im Allgemeinen, nicht aber für sich selbst im Konkreten.

Und damit sind wir dann doch wieder bei der Dummheit. Es hilft hier alle Diplomatie nichts: Die Vorstellung daß die Wirklichkeit so ist wie sie sich der eigenen Wahrnehmung darstellt, ist letztlich dumm. Im Grunde steckt also tatsächlich der Vorwurf der Dummheit im Raum, und das Gespür des Audiophilen trügt ihn in dieser Hinsicht nicht. Bloß besteht dieser Vorwurf nicht darin, daß es dumm wäre Unterschiede zu hören wo keine sind. Er besteht darin zu glauben die Sache müsse sich wirklich so verhalten wie man es wahrnimmt.

Wenn die Diplomatie hier sowieso nicht hilft, warum also nicht einfach offen die Wahrheit sagen? Ja, es geht um den Vorwurf der Dummheit. Natürlich steht er im Raum, was soll man da leugnen?

Nicht selten gibt's ja außer dem anscheinenden Glauben an die Unfehlbarkeit des eigenen Gehörs noch diverse weitere Anzeichen von Dummheit, die die Diagnose bestätigen. Regelmäßig auftretende Beispiele:
  • In der Argumentation warum ein bestimmtes Zubehörteil wirken soll wird ausgerechnet aus den Werbeschriften des Anbieters zitiert (nicht selten ohne Quellenangabe), als ob das irgendwelche Überzeugungskraft hätte. Einem Anbieter von sündhaft teurem Nippes die Prospekttexte unkritisch abzutippen ist so ungefähr das Dümmste was einem einfallen kann.
  • Die Tatsache daß es für eine bestimmte Sache viele Anbieter gibt wird als Beweis dafür genommen daß da etwas dran sein muß. Dann müßte auch an Astrologie, Penisverlängerungssalben und Wunderheilungen was dran sein. Man ist offenbar dumm genug nicht zu kapieren, daß der einzige und ausreichende Grund für die Existenz solcher Angebote der ist, daß damit Geld zu verdienen ist. Das Geld der Dummen.
  • Vollends dumm wird's, wenn sich diese Leute auch noch für glücklicher oder empfindungsfähiger halten als die Anderen. Mal abgesehen davon daß das auch wieder Einbildung ist, wäre das das Glück des Hans aus dem bekannten Märchen "Hans im Glück", dem von windigen Geschäftemachern zu ihrem Vorteil nach und nach sein Eigentum abspenstig gemacht wurde, und der dumm genug ist ihnen ihre Erklärungen abzukaufen.
Ich würde daher sagen daß man mit dem Problem offen und direkt umgehen sollte. Die Dummheit ist in der audiophilen Szene offensichtlich endemisch, und es gibt gegen die windigen Geschäftemacher die sich das zunutze machen nur dann eine Chance wenn man den Humus bekämpft auf dem ihre Geschäfte wachsen: Die Dummheit ihrer Kundschaft.

Was stört's da wenn darüber hin und wieder einer beleidigt ist?

Montag, 1. März 2010

Elaborat über einen 10Ω Widerstand

Diesmal geht's nicht um Audiophile. Die brauchen das nicht zu wissen weil sie ja alles hören. Es geht um einen mysteriösen Widerstand in manchen Verstärkerschaltungen. Mysteriös deswegen weil meist nicht erklärt wird wozu er eigentlich da ist, und warum er meistens 10Ω hat. Viele andere Verstärker haben den Widerstand gar nicht. Es scheint als sei entweder 0Ω oder 10Ω der richtige Wert, je nachdem. Je nach was?

Ein Beispiel wo dieser Widerstand vorhanden ist, findet sich im Selbstbau-Verstärker mit Namen SymAsym, von dem eine PDF-Datei mit der ganzen Aufbaubeschreibung hier zu finden ist. Auf der zweiten Seite dieses Dokuments findet man den Schaltplan (nicht erschrecken, sieht komplex aus, das ist aber für die Diskussion hier nicht wichtig). Das Korpus Delikti ist auf diesem Plan mit R5 bezeichnet, links unten.

Dies ist die Geschichte dieses Widerstandes.

Es ist nicht die Geschichte des SymAsym, und seine Erwähnung hier möchte ich weder im positiven noch im negativen Sinn verstanden wissen. Es ist ein Beispiel, weiter nichts, und es hat den Vorteil gut zugänglicher öffentlicher Dokumentation. Viele andere Verstärker haben so einen Widerstand auch, es ist also sicher kein Grund dafür den SymAsym herauszuheben.

Auch hat es nichts mit dem Widerstand zu tun, mit dem man die unsinnige Stereoplay-Messung aushebeln kann.

Es hat aber was mit dem unbekannten Wesen namens "Masse" zu tun, das ich kürzlich schon einmal zum Thema hatte. Wir haben's hier mit einer Art Fortsetzung dieses Artikels zu tun.

Für unsere Betrachtungen ist es sinnvoll, wenn man das ganze Gedöns im eigentlichen Verstärker ausblendet, und stattdessen nur die interessanten Teile der Schaltung zeigt. Ein Verstärker wie der SymAsym ist im Grunde nichts anderes als ein Operationsverstärker (OpAmp), genau so wie man ihn auch für kleines Geld als Chip kriegen kann, bloß daß er viel stärkere Lasten treiben kann. Für unsere Zwecke hier reicht es wenn wir den Verstärker einfach als idealen OpAmp ansehen, der beliebige Lasten treiben kann. Seine Innereien reduzieren sich so zum bekannten dreieckigen Symbol, und die entsprechend vereinfachte Schaltung sieht dann so aus:

Wer's nicht glaubt der überzeuge sich daß das in der Tat die gleiche Schaltung ist, bloß daß der größte Teil nun in dem OpAmp-Symbol (U1) verschwunden ist. Ich habe extra die Bauteilbezeichnungen gleich gelassen, damit's besser vergleichbar wird. Die verbliebenen Bauelemente habe ich so angeordnet daß es für unsere Betrachtungen hier praktischer ist.

Ein Symbol für die Signalquelle (V3) ist ebenfalls da, und auch für den Lautsprecher als Last (RL) und für die Stromversorgung (V1 & V2). Das Korpus Delikti hat den ihm gebührenden Platz, wo man schön sieht daß es sich um eine Verbindung (oder eher Trennung) von zwei Massen handelt. Rechts ist die Masse für den Ausgang der Schaltung, wo eine Seite des Lautsprechers angeschlossen ist, und links ist die Masse für den Eingang der Schaltung, auf die die Signalquelle bezogen ist.

In meinem erwähnten Blog-Artikel über die Masse habe ich geschrieben daß es wichtig ist daß man verschiedene Massen säuberlich auseinander hält, und die hier gewählte Methode des säuberlichen Auseinanderhaltens durch einen Widerstand scheint der Entwickler für irgendwie zweckmäßig gehalten zu haben. Die "Ausgangsmasse" wird typischerweise mit dem zentralen Masse-Sternpunkt im Gehäuse verbunden, und nicht selten ist daran auch der Schutzleiter des Netzkabels angeschlossen (was ja sicherheitstechnisch geboten ist). Die "Eingangsmasse" wird mit der Cinch-Buchse für den Eingang verbunden, die in diesem Fall vom Gehäuse isoliert ist, denn sonst würde man über das Gehäuse ebenfalls mit dem Sternpunkt und damit mit der Ausgangsmasse verbunden, und R5 wäre über diesen Weg kurzgeschlossen. So ist es jedenfalls im Wiki zum SymAsym beschrieben.

Bei der ganzen Geschichte mit der Masse geht es letztlich darum, den Weg zu kontrollieren, den Störströme nehmen, vor allem solche mit 50 oder 100 Hz, und dafür zu sorgen daß diese Störungen nicht im Audiosignal auftauchen. Wir wollen uns daher mal anschauen inwieweit dieser R5 dabei hilft. Zu unserer obigen vereinfachten Schaltung kommt also noch eine Störquelle hinzu, die wir dort in einer Art und Weise "anschließen" müssen wie es typisch wäre für ein reales Szenario.

Vorher vereinfachen wir die Schaltung aber noch weiter, indem wir alles rausschmeißen was für diese Fragestellung nicht wichtig ist. Damit entfernen wir uns zwar vom SymAsym, aber das Ganze wird nochmal übersichtlicher. Wir können auf den Eingangsfilter und den Schutzfilter verzichten, und in der Gegenkopplung fassen wir Widerstände und Kondensatoren zu zwei komplexen Impedanzen zusammen. Komplex ist das in dem Sinne daß es zwar aussieht wie ein Widerstand, daß dessen Widerstandswert aber durch eine komplexe Zahl beschrieben ist. Das sieht dann so aus:



Nota bene daß ich nicht damit ausdrücken will daß die Filter, die ich rausgeschmissen habe, überflüssig wären. In einen realen Verstärker gehören sie rein, aber für die Betrachtung hier stören sie bloß. Wie sich die Situation mit den Filtern darstellen würde ist Hausaufgabe für die Eifrigen. Ich habe neben der Störquelle auch noch die Leitungswiderstände für ein Kabel eingezeichnet, mit dem die Signalquelle an den Verstärker angeschlossen ist. Man denke sich hier irgendein NF-Kabel mit Cinch-Steckern. Für die konkreten Werte der Widerstände habe ich einfach mal willkürliche, aber nicht ganz praxisferne Werte eingesetzt, wie auch für den Spannungswert und den Innenwiderstand (Ri) der Störquelle (V4). Z1 und Z2 sind die komplexen Impedanzen der Gegenkopplung, die die Werte der Kondensatoren gleich mit enthalten. Derart vereinfacht fängt die Sache an, einigermaßen übersichtlich zu werden, nicht wahr?

Ich muß noch erklären warum ich die Störquelle genau so eingezeichnet habe, und nicht irgendwie anders. Die Störquellen die uns hier interessieren sind die, welche unterschiedliche Massepegel zwischen den Geräten bewirken. Ich habe darüber schon Einiges in meinem Beitrag über die Masse geschrieben, das ich hier nicht wiederholen will. Wenn wir uns die Signalquelle als ein Gerät denken, und den Verstärker als ein anderes Gerät, und sie sind mit einem unsymmetrischen Kabel mit Cinch-Steckern miteinander verbunden, dann geht es folglich um Störspannungen zwischen den Massen dieser beiden Geräte. Dementsprechend habe ich die Störquelle eingezeichnet, und ich habe sie auch bewußt mit einem Innenwiderstand versehen, denn der spielt eine Rolle dabei wie stark die Störströme sind von denen ich in besagtem Artikel gesprochen habe.

Jetzt sind wir endlich so weit, daß wir die Situation genauer untersuchen können. Wir haben ein Nutzsignal, das von der Signalquelle kommt, durch den Verstärker verstärkt wird, und möglichst unverfälscht an der Last RL ankommen soll. Daneben haben wir ein Störsignal, von dem wir so wenig wie möglich an RL sehen wollen. Wenn wir den OpAmp und die Stromversorgung als ideal annehmen, dann hängt die Antwort auf diese Fragen bloß von den Werten der paar verbliebenen Komponenten in der Schaltung ab. Man kann also hoffen daß man das rechnerisch in den Griff kriegen kann.

Nicht erschrecken, jetzt kommen ein paar Formeln.

Ein idealer OpAmp "wuchtet" seinen Ausgang so in der Gegend herum daß an seinen beiden Eingängen die gleiche Spannung anliegt. Diese saloppe Darstellung gilt jedenfalls so lange sich das Gebilde in einem "normalen" Betriebszustand befindet. Im Falle von Clipping bzw. Übersteuerung sieht's anders aus, aber davon wollen wir mal nicht ausgehen. Da Z1 und Z2 einen Spannungsteiler bilden (es macht hier keinen Unterschied daß sie komplex sind) ergibt sich folgende Formel:

Ua * Z2 / (Z1 + Z2) = U+

dabei ist Ua die Ausgangsspannung des OpAmp, und U+ ist die Spannung an seinem positiven Eingang. Die linke Seite der Gleichung beschreibt also die Situation am negativen Eingang des OpAmp, und die rechte Seite die am positiven Eingang. So umgeformt daß Ua das Ergebnis ist, ergibt sich:

Ua = U+ * (Z1 + Z2) / Z2

Der Bezugspunkt bzw. Nullpunkt für U+ und für Ua ist dabei zunächst einmal der "Fußpunkt" von Z2, also das was im ersten Bild die "Eingangsmasse" war.

Wenn nun sowohl Rs als auch R5 Null Ohm hätten, dann wäre der Bezugspunkt für die Signalquelle, für die obige Gleichung, und auch für die Last RL identisch. Die Störquelle würde zwar einen Strom durch die Masse schicken, aber der wäre angesichts von Null Ohm ohne Konsequenz für die Situation beim Nutzsignal.

Null Ohm sind aber unrealistisch. Sehen wir uns also an wie die Lage bei realen Widerständen aussieht. Rm können wir vernachlässigen, denn ein idealer OpAmp hat einen unendlichen Eingangswiderstand, somit fließt hier kein Strom. Interessanter sind schon Ri, Rs und R5, denn die liegen im Störstromkreis in Serie, und zusammen mit der Störspannung von V4 führen sie zu einem Störstrom Ix nach folgender Formel:

Ix = U4 / (Ri + Rs + R5)

Der Störstrom fließt durch alle drei Widerstände, und führt nach dem ohmschen Gesetz zu einem Spannungsabfall in jedem der drei Widerstände.

Der Spannungsabfall in Rs verschiebt den Bezugspunkt der Signalquelle relativ zum Fußpunkt von Z2, anders gesagt bewirkt das eine Störspannung, die sich zum Eingangssignal des Verstärkers addiert. Die Stärke dieser Störspannung ist:

Us = Rs * Ix

Der Spannungsabfall in R5 verschiebt den Bezugspunkt der Last relativ zum Fußpunkt von Z2, anders gesagt bewirkt es eine Störspannung, die sich zum Ausgangssignal des Verstärkers addiert. Seine Stärke ist:

U5 = R5 * Ix

Da die erste der beiden Störspannungen durch den Verstärker verstärkt wird, kann man nich einfach beide summieren. An der Last erscheint die zweite unverstärkt plus die erste verstärkt, ausgedrückt durch folgende Formel:

Uy = U5 + Us * (Z1 + Z2) / Z2

Uy ist dabei die Störspannung, die insgesamt an der Last, also dem Lautsprecher, ankommt. Wir wollen selbstverständlich daß das so wenig wie möglich ist. Genauer gesagt wollen wir R5 so wählen daß die Störung minimal wird. Auf die anderen Parameter haben wir wenig Einfluß, denn Rs hat was mit dem NF-Kabel zu tun, und das sucht der Anwender aus und nicht der Verstärkerentwickler. Auf die Störquelle hat man als Entwickler auch keinen Einfluß, die ist halt so wie sie sich beim Anwender darstellt. Bleibt R5 als Stellschraube, an der der Verstärkerentwickler drehen kann.

Die obigen Gleichungen kann man kombinieren zu der folgenden Gleichung:

Uy / U4 = (R5 + Rs * (Z1 + Z2) / Z2) / (Ri + Rs + R5)

Man sieht da schon das R5 auf der rechten Seite sowohl im Zähler als auch dem Nenner des Bruches steht, was darauf hindeutet daß es nicht auf eine geradlinige Lösung hinausläuft.

Spielen wir ein paar Fälle durch:
  • Wenn Ri und Rs Null wären, dann wäre Uy / U4 = 1. Das bedeutet daß die Störspannung eins zu eins im Ausgangssignal auftauchen würde.
  • Wenn Rs Null bleibt, aber Ri nicht Null ist, dann ergibt sich ein einfacher Spannungsteiler, und das Verhältnis von Ri zu R5 bestimmt welcher Bruchteil der Störspannung im Ausgangssignal auftaucht. Je kleiner R5 im Verhältnis zu Ri wird, desto schwächer wird der Einfluß der Störung. In dieser Situation müßte man also R5 so klein wie möglich machen, und dementsprechend sind bei vielen Verstärkern die beiden Massen auch direkt verbunden -- kein R5 taucht im Schaltplan auf.
  • Wenn R5 Null ist, aber Rs nicht, dann ist es wiederum ein Spannungsteiler, und zwar diesmal mit Ri und Rs. Der Unterschied zum vorigen Fall ist aber daß der daraus entstehende Bruchteil der Störspannung erst noch vom Verstärker verstärkt wird bevor er die Last erreicht.
  • Wenn Ri Null ist, aber Rs und R5 nicht, dann tragen beide ihren Teil zur Störung bei, aber der Anteil von Rs wird erst durch den Verstärker verstärkt. Wenn der Verstärker 20-fach verstärkt, dann wirken 10Ω bei R5 etwa so wie ein halbes Ohm bei Rs.
Es sieht also nicht besonders gut aus. Das Einzige was man für R5 ins Feld führen kann ist, daß im Vergleich zu Rs sein Beitrag zur Störung nicht durch den Verstärker multipliziert wird, wie das bei Rs der Fall ist. Ob sich dadurch ein Nettogewinn ergibt hängt insbesondere auch von Rs ab, und darauf kann man sich nicht verlassen. Wenn Rs klein ist, dann macht man am besten R5 ebenfalls klein.

Ob die Entwickler, die diesen Widerstand einbauen, sich das alles so überlegt haben?

Sonntag, 21. Februar 2010

Jubiläum

Wer hätte es gedacht, jetzt schreibe ich schon meinen 50. Blog-Artikel. Ich weiß, Manche brauchen dazu bloß zwei Wochen, und ich zwei Jahre. Dafür bilde ich mir ein daß meine Artikel nicht gerade Wegwerfware sind. Wenigstens die meisten von ihnen.

Wobei ich mir natürlich darüber bewußt bin daß es eine Reihe von Leuten gibt die mein ganzes Blog als Wegwerfartikel betrachten. Diesen Leuten verrate ich ein bis jetzt gut gehütetes Geheimnis:

Ich toleriere Eure Meinung. Ehrlich!

Das hättet Ihr jetzt nicht erwartet, was? So oft wurde mir schon Intoleranz vorgeworfen, das ist selbst an mir nicht spurlos vorüber gegangen. Und daher toleriere ich ab jetzt sogar die Meinung von offensichtlichen Schwachköpfen, denn sie sind ja schließlich auch nur Menschen und haben ein Recht auf ihre eigene Meinung, so unsinnig sie auch sein mag.

Sehr dazu beigetragen hat bei mir die Erkenntnis, daß diese Leute nicht unerheblich zum Gelingen dieses Blogs beigetragen haben. Was wäre dieses Blog ohne die ganzen vorbildlichen Audiophilen, die freiwillig und selbstlos den Beweis angetreten haben, daß alles was ich über sie -- zugegeben nicht immer in der freundlichsten Absicht -- geschrieben habe, tatsächlich stimmt? Manche haben sich dabei sogar noch selbst übertroffen. Wer mir derart entgegen kommt, der hat meine Toleranz verdient.

Wenn ich kurz auf ein paar Highlights aus der zweijährigen Blog-Geschichte hinweisen darf:
  • Schon der High-End Crashkurs war offenbar Ansporn für einige echte Audiophile, sich realsatirisch zu betätigen.
  • Zu ersten Höhenflügen schwang sich danach Dirk Jambor und sein Trupp der wackeren Sniper Jäger auf, die sich mit ihrem Anti-Blog ein Denkmal gesetzt haben, das nach wie vor von der moralischen Überlegenheit ihrer Mission ihr unbeirrbares Zeugnis ablegt.
  • In diesem Zusammenhang muß auch die sich teilweise überschneidende Mannschaft des österreichischen Hifi-Forums und des deutschen Open-End-Forums genannt werden, die keine Mühen gescheut haben, hier in meinem bescheidenen Blog immer wieder Zeugnisse ihrer überragenden Fähigkeiten zur Realsatire zu hinterlassen, obwohl man meinen könnte daß sie damit in den beiden Foren schon mehr als genug ausgelastet waren und sind. Besonders talentiert und authentisch fand ich hier den Franz, der wesentlich dazu beigetragen hat daß die Kommentarspalte zu meinem Artikel "Spin" auf über 300 Beiträge angewachsen ist. Damit hat er sogar den vorherigen Rekordhalter "Brave New Hifi-Forum" deklassiert.
  • Auch die vielen anonymen Kommentare im ganzen Blog müssen an dieser Stelle gebührend gewürdigt werden, ganz besonders diejenigen, die sich damit über meine eigene Anonymität beschwert haben. Ich rufe Euch zu: Euer gefahrvoller und selbstloser Einsatz war nicht umsonst, ich bin mir nunmehr meiner Feigheit bewußt und toleriere jetzt ganz besonders auch Eure Meinung.
  • Ein weiterer Dank gilt auch der Hifi-Presse, die sich vor allem im letzten Jahr als dankbares Spottopfer gezeigt hat. Ich gebe zu daß ich das dort vorhandene Talent lange unterschätzt habe. Meinen ersten Kontakt mit dieser Thematik fand ich noch nicht besonders lustig, aber die Stereoplay hat dann in einer noch anhaltenden Serie ein Feuerwerk an Realsatire produziert dem sogar ich hier im Blog nur schwer gerecht werden kann. Da lohnt der Besuch in deren eigenem Forum, auf das in meinen Blog-Artikeln verlinkt ist. Mir scheint daß sich da ein Potenzial aufbaut, dem nur ein Großmeister der Satire gewachsen ist.
Wer mein Blog nicht von Anbeginn verfolgt hat, dem möchte ich einige ältere Kostproben anempfehlen, von denen ich ganz unbescheiden denke daß sie auch heute noch mit Gewinn lesbar sind. Um meinem Hang zur Selbstbeweihräucherung noch weiter zu frönen, möchte ich Euch, meine Fans, darum bitten, aus meinen bisherigen Artikeln Euer persönliches Highlight zu wählen. Bitte macht Gebrauch von der Kommentarfunktion, um Eure Wahl kund zu tun. Ich schreibe zwar normalerweise was ich will, und gedenke das auch weiterhin zu tun, aber ich kann Euch ja trotzdem das Gefühl geben als käme es auf Eure Meinung an. Tolerieren tue ich sie jedenfalls ganz bestimmt!

Laßt uns also dieses Jubiläum in der Rückbesinnung begehen und zu einer Demonstration der Toleranz werden lassen. Für Kondolenzbezeugungen und Kranzniederlegungen steht die Kommentarspalte zur Verfügung.

Freitag, 5. Februar 2010

Klang-Faible

Über Tuner (nicht die Geräte, sondern die Leute) habe ich hier im Blog ja schon früher geschrieben, und da Diskussionen mit ihnen eigentlich fast immer recht ähnlich ablaufen gibt's auch nicht viel dazu zu sagen. Selten versäumen sie es, ihre technische Ahnungslosigkeit unter Beweis zu stellen, sei es indem sie jeder entsprechenden Nachfrage ausweichen, oder indem sie sogar bei simplen Fragen völlig im Wald stehen.

Aber jetzt ist ein besonders schönes Exemplar im Hifi-Forum aufgetaucht und beweist dort unentwegt und hartnäckig nicht bloß seine technische Unfähigkeit, er läßt auch sonst keine Gelegenheit ungenutzt, sich als komplette Null zu präsentieren. Es ist schaurig-schön. Er nennt sich "Klang-Faible", und seine Beiträge in diesem Thread solltet Ihr Euch mal ansehen. Mit Beitrag #152 steigt er in die Diskussion ein, die sich (mal wieder) um Non-Oversampling dreht, einem Thema das ich ja bekanntlich auch hier im Blog schon abgehandelt habe.

Besondere Pikanterie hat die Sache bekommen, als bekannt wurde daß eines der von ihm "behandelten" Geräte auf ebay verhökert wurde, mit einem für ihn sehr unvorteilhaften Auktionstext den ich Euch nicht vorenthalten will, denn der Link auf die Auktion selbst (Nummer 190367872548) wird nicht auf längere Zeit funktionieren. Hier also der Text:

"
Hallo Hifi Liebhaber,

Hier biete ich mit einen Philips 304 MKII mit SONORMAX (Grünwald) modifizierten non oversampling CD Player.

Kurze Geschichte zum Gerät:

Ich habe den Philips 304 MKII im Dezember 2009 von einem e- bay Anbieter gebraucht gekauft. Das Gerät befand sich in einem ausgezeichneten, optisch unverbastelt Originalem Zustand. (wies keine Kratzer, Dellen usw. auf)

Nach einem Telefongespräch mit Herrn Grünwald habe mich entschieden den Philips zu SONORMAX- Modifikation zuschicken.

Nach ca. 1 Woche bekam ich den Philips zurückgeschickt. Während des Auspackens sah ich bereits einen anderen Deckel am Player.

Der Original Deckel im neuwertigen Zustand wurde durch einen fremden, stark zerkratzten, Deckel ausgetauscht. Dieser wurde mit einer Spraydose Schwarzgrau metallic schlecht umlackiert. Um weiterhin andere Mängel abzuschließen

öffnete ich den Deckel und war empört über folgende Feststellungen:

- die Motor- Steuerungsplattine wurde beim Umbauen teils abgebrochen.

- 2 Hauptplatinen des Player ´s wurden nur mit 3 Schaumstoff- Stücken, eine weiche Gummimasse und ein Stück Kabel „ befestigt“ , laut Aussage Herrn Grünwald wurden die Platinen „weich gehangen“.

Für mich sieht das Ganze nach einer stümperhaften Bastelei aus, daher habe ich den Player auch noch nicht angeschlossen.

Den Payer verkaufe ich an Jemand der sein Handwerk verstehet und sozusagen diese Fuscherei überarbeitet.

Verkaufe diesen CDP als NICHT FUNKTIONIERTES GERÄT, BASTELWARE für weniger als ich bereits bezahlt habe, nämlich für nur 700 Euro.

Sie bekommen den Philips MKII mit Grünwald Modifikation, Originalfernbedienung und Anleitung.

-Rechnung für den Philips 304 MKII , EURO 190

-Rechnung vom 19.01.2010 für die Grünwald –Modifikation, EURO 570 bekommen Sie beim Erwerb des Players."

Auf den Auktionsbildern sieht man auch die Innereien, z.B. die rosa Schaumstoff-Stücke, die offensichtlich aus handelsüblichem Verpackungsmaterial herausgeschnitten waren.

Ich kann natürlich nicht sagen ob der Auktionstext der Wahrheit entspricht, aber was da gemacht wurde ist offenbar genau das über was in der Tuningszene üblicherweise die Rede ist. Kondensatoren, "Resonanzen" dämpfen, vielleicht noch OpAmps tauschen. Und eben NOS (oder Non-OS). Das was jeder ohne Sinn und Verstand tun kann ohne ein zu hohes Risiko einzugehen daß man dabei einen Fehler verursacht den man selbst mangels Fachkenntnis nicht reparieren kann. Es paßt auch sehr gut zum Wissensstand, den Klang-Faible im Forum wortreich demonstriert. Ich halte das Ganze daher für durchaus "authentisch".

Jetzt ist so etwas natürlich ausgesprochen unwillkommen für einen gewerblichen Tuner, der gerade dabei ist in einem Forum seine Duftmarke zu hinterlassen. Wer den Thread etwas aufmerksamer liest wird daher feststellen, daß es in den Beitragsnummern doch etliche Lücken gibt. Beiträge, die mal existierten und nun wieder verschwunden sind. Per privater Nachricht wollte er auch von mir daß ich einen meiner Beiträge nochmal überarbeite weil er den seinen, auf den ich mich bezog, nachräglich zur "Schadensbegrenzung" geändert hat. Sowas fange ich aber gar nicht erst an, was steht das steht. Man kann sich aber vielleicht vorstellen was da alles abgegangen sein mag wenn man das sieht was davon übrig ist.

Wenn man sich wie ein Idiot aufführt, aber nicht als Idiot dastehen will, dann hat man natürlich ein Problem. Und wie's eben so kommt, kann das auch mal eskalieren. Und so fuchtelt der Mann inzwischen mit kaum verhohlenen juristischen Drohungen herum, die den Lächerlichkeitspegel nochmal deutlich gesteigert haben. Das hat mich letztlich zu diesem Blog-Artikel veranlaßt, denn so etwas kann man nicht einfach dem schnellen Verfall im Forum preisgeben, das muß man einfach für die Nachwelt konservieren.

Schließlich ist es immer eine gute Idee, ein paar prägnante Beispiele zur Hand zu haben wenn das Thema mal wieder auf Tuner fällt. Und wer sich für besagten Menschen interessiert ist sicher auch nicht unglücklich wenn er weiß mit welchem Grad an Unfähigkeit er es hier zu tun hat.

Und falls er wirklich glaubt er käme mit dem juristischen Säbelgerassel durch, kann es nicht schaden wenn es so viele Leute wie möglich gibt die er dann "berasseln" müßte. Ihr seid also herzlich eingeladen, für eine möglichst große Verbreitung dieser mustergültigen Tunerleistung zu sorgen. Denn auf Publicity ist er ja aus, oder etwa nicht?

Dienstag, 5. Januar 2010

Verstärker-Meßtechnik-Sensation - Versuch 4

Dreimal hat sich die Stereoplay im vergangenen Jahr ja bereits mit ihrer Verstärker-Meßtechnik-Sensation in die Nesseln gesetzt. Neben einer Debatte in ihrem eigenen Forum habe ich bekanntlich auch hier in meinem Blog schon dazu Stellung genommen, und dann nochmal hier. Als danach eine Zeitlang Ruhe eingekehrt war dachte ich schon man wollte bei der Stereoplay Gras über die Sache wachsen lassen, was immerhin der gnädigste Umgang mit diesem Schwachsinn gewesen wäre, wenn auch nicht der ehrlichste.

Da habe ich mich aber offenbar geirrt. Man wollte wohl das Jahr nicht enden lassen, ohne die Scharte auszuwetzen, und so folgte in der aktuellen Ausgabe 01/2010, die noch vor den Feiertagen erschien, die nunmehr vierte Folge dieser Realsatire. Ich bin bloß ein bißchen spät drauf gekommen, nachdem ich gestern im Supermarkt zufällig besagtes Heft in den Händen hielt. Immerhin habe ich durch den Erwerb des Heftes jetzt auch das moralische Recht zum Kommentar, auch wenn ich eigentlich nicht dafür bin daß die Redaktion daran etwas verdient. Ich schätze aber daß es wohl einige Leute geben wird die aufgrund meiner Beiträge hier schon aus Solidarität (man könnte auch "Lagerdenken" dazu sagen) zum Umsatz der Zeitschrift beitragen. Wohlan: Was da drin steht habt Ihr Euch redlich verdient!

Nachdem ich erst so spät drauf kam mußte auch der neue Thread im dortigen Forum ohne meine Beteiligung auskommen, ob zu seinem Vor- oder Nachteil möge jeder selbst beurteilen. Hubert Reith hat dort die Show fast allein geschmissen, und da er im Gegensatz zu mir kein Kotzbrocken™ ist hat es auch keine unfreundlichen Worte gegeben. Es hat aber vorhersehbarerweise dazu geführt, daß Johannes Maier sich für Verbesserungsvorschläge bedanken konnte, die genau genommen besagen daß die Messungen komplett für die Mülltonne sind. Und das sind sie auch. Hubert kann kaum anders verstanden werden, auch wenn er es vermeidet, streitgefährliche Formulierungen zu verwenden.

Aber dafür gibt's ja mich.

Wobei ich allerdings sagen würde daß diese Messungen genau den Zweck erfüllen, für den sie gedacht sind. Das ist nicht etwa der Versuch, Verstärkerklang zu beweisen, nein, dafür wären die Messungen genauso ungeeignet wie in den drei Folgen zuvor. Worum's in Wirklichkeit dabei geht habe ich schon in meinen letzten Beiträgen hier im Blog andiskutiert, aber mit der neuesten Meßtechnik-Entwicklung der Stereoplay stellt sich das noch wesentlich deutlicher dar, und die Methode ist für das verfolgte Ziel auch besser geeignet. Die paar Monate wurden also nicht verplempert.

Es stellt sich jetzt sonnenklar dar daß Motivation und Zielsetzung der Redaktion darin liegen, für die willkürliche Einstufung von Testgeräten auch im meßtechnischen Bereich die entsprechenden Voraussetzungen zu schaffen. Bisher fehlte noch eine Meßtechnik, die für die Leserschaft praktisch undurchschaubar ist, aber zugleich glaubwürdig aussehende Diagramme liefern kann die man praktisch nach Belieben an die schon feststehende Einstufung der Geräte anpassen kann, und so aussehen als würden sie diese unterstützen. Die ersten Versuche in dieser Richtung waren viel zu plump als daß sie Akzeptanz hätten finden können, daher war es nötig, die Methoden weiter zu verfeinern, in der Hoffnung daß mangels Verständnis auch die Kritik daran erstirbt.

Die Einstufung der Testgeräte ist auch jetzt schon zu 70% vom subjektiven und völlig willkürlichen Höreindruck der Redaktion bestimmt, was der Redaktion den nötigen Spielraum zur Optimierung ihres wirtschaftlichen Ergebnisses verschafft. Man könnte der irrigen Meinung sein daß das eigentlich reichen müßte um ein gewünschtes Gerät gewinnen zu lassen, auch ohne Hand an die Meßtechnik zu legen. Das Problem ist, daß darin immer auch die Gefahr der Unglaubwürdigkeit schlummert, wenn die meßtechnischen Ergebnisse zu offensichtlich mit dieser Einstufung im Widerspruch sind. Die hardcore-audiophile Leserschaft wird sich davon noch am wenigsten beunruhigen lassen, aber es scheint doch immer noch zu viele Leser zu geben die es als einen Makel wahrnehmen, wenn ein viele Tausender kostender Verstärker "nur" einen guten Klang und nicht auch noch gute Meßwerte hat, auch wenn die an der Endeinstufung nur noch ein paar Prozent ausmachen.

Also sucht man nach Wegen wie man den Siegern auch standesgemäße Meßwerte verschaffen kann, die das Gesamtergebnis harmonischer ausfallen lassen, ohne daß der Schmu zu sehr auffällt. Meßergebnisse, die für den Laien, der nicht versteht daß sie nichts aussagen, den richtigen Eindruck erwecken. Kurven also, die dahingehend gewählt und optimiert sind, daß sie bei den Siegern gerade und bei den Verlierern krumm ausfallen.

In dieser Suche hat die Stereoplay nunmehr, man muß es anerkennen, den Durchbruch erzielt. Die Messungen sind völlig unsinnig, ergeben aber eine Kurve, die in der Tendenz bei denjenigen Verstärkern gerade wird, die bei der Stereoplay traditionell gewinnen müssen: Nämlich denen ohne oder mit wenig Gegenkopplung.

Mit tatsächlich hörbaren Effekten hat das nichts zu tun, und die Stereoplay hat auch keinerlei Zusammenhang bewiesen, auch wenn sie es natürlich anders behauptet. Sie hat lediglich eine Meßmethode gefunden bei der ein niedriger Dämpfungsfaktor besser aussieht.

Da der Artikel der Stereoplay nicht online verfügbar ist muß ich hier kurz erklären was sie da tun:

Um den Dämpfungsfaktor bzw. die Ausgangsimpedanz eines Verstärkers zu messen macht man oft Folgendes: Man speist über einen Längswiderstand ein Signal in den Ausgang des Verstärkers ein und mißt wieviel davon nach dem Widerstand, also direkt am Ausgang, noch übrig ist. Der Verstärker selbst wird an seinem Eingang nicht mit einem Signal versorgt, er bleibt stumm. Im Idealfall würde er dem Signal widerstehen, das man ihm "hinten" gegen die Natur reinschiebt, und seinen eigenen Ausgang auf Null halten. Das wäre dann eine Ausgangsimpedanz von Null Ohm, oder ein unendlicher Dämpfungsfaktor. Der Ausgang wirkt wie ein Kurzschluß nach Masse, und das eingespeiste Signal würde komplett am Widerstand abfallen.

So ideal ist es nicht in der Praxis, und die Ausgangsimpedanz des Verstärkers bildet mit dem externen Widerstand einen Spannungsteiler. Vom eingespeisten Signal läßt sich also ein Rest am Ausgang des Verstärkers nachweisen, und aus der Stärke des Rests läßt sich auf Ausgangsimpedanz und Dämpfungsfaktor schließen. So weit ist alles Standard. Die Stereoplay mißt nun auf diese Weise die Ausgangsimpedanz des Verstärkers in Abhängigkeit von der Frequenz, wobei 8 Ohm als Längswiderstand verwendet werden. Der Wert bei 100 Hz wird als Maß genommen, die Ausgangsimpedanz bei dieser Frequenz wird also notiert, und man wählt einen handelsüblichen Widerstand als Bauteil mit der gleichen Impedanz (= Widerstandswert). Dieser dient jetzt als Bezugspunkt bzw. Referenz für einen Vergleich.

Im Beispiel eines Sony-AV-Receivers finden sie laut abgebildetem Meßschrieb eine Dämpfung von ca. 38dB bei 100 Hz, was ungefähr einem Dämpfungsfaktor von 80 entspricht, und somit einer Ausgangsimpedanz von etwa 100 Milliohm. Recht normal für gängige, gegengekoppelte Transistorverstärker. Sie müssen also als Vergleichs-Bauteil einen Widerstand mit ca. 100 Milliohm hergenommen haben (das erschließt sich aus dem Zusammenhang, explizit angegeben ist es nicht).

Jetzt wird es interessanter, und der Blödsinn nimmt seinen Lauf. Man meint ja nun bei der Stereoplay daß der Schlüssel zum Problem darin zu finden wäre daß Rückwirkungen von echten Lautsprechern auf den Lautsprecherausgang schuld sein müßten. Um dem näher zu kommen als sie mit dem rückeingespeisten Sinussignal zu sein glauben machen sie zweierlei: Zum Einen ersetzen die den 8 Ohm-Längswiderstand durch einen Lautsprecher, zum Anderen verwenden sie statt des Sinus ein MLS-Signal. Das MLS-Signal ist eine spezielle Form von Rauschen, das im Grunde alle Frequenzen zugleich enthält, und das daher als einem Musiksignal näher angenommen wird.

Mit dieser geänderten Anordnung speist man wiederum das Signal in den Verstärkerausgang, und zum Vergleich abwechselnd in den oben gefundenen Referenzwiderstand. Wenn sich der Verstärkerausgang nun verhalten würde wie ein ohmscher Widerstand dann müßte der Effekt beidesmal der gleiche sein. Ein Unterschied zwischen den beiden Messungen, so die Idee, deutet darauf hin das sich das Verhalten des Verstärkerausganges von dem eines Widerstandes unterscheidet. Und je mehr es sich unterscheidet, so denkt man bei Stereoplay, desto schlechter für den Klang. Wenn man nur den Unterschied in einem Diagramm aufträgt, dann würde es eine waagrechte Linie ergeben wenn der Verstärkerausgang so reagiert wie ein Widerstand, aber eine mehr oder weniger interessante Kurve wenn er anders reagiert.

Beim Sony-Beispielverstärker ist es wie bei vielen solchen Verstärkern so daß die Ausgangsimpedanz zu höheren Frequenzen hin ansteigt. Das sieht man dann auch in der auf diese Weise gemessenen "Differenzkurve". Der Unterschied zum Referenzwiderstand steigt zu höheren Frequenzen hin an, denn der Referenzwiderstand hat durchweg die gleiche Impedanz. Gut aussehen würde ein Verstärker dann, wenn er eine über die Frequenz unveränderte Ausgangsimpedanz hätte, denn das wäre genau das Verhalten eines Widerstandes, womit der Unterschied minimal würde und die resultierende Linie im Diagramm horizontal.

Für Leute mit den üblichen gegengekoppelten Transistorverstärkern, die der Johannes Maier von der Stereoplay so haßt, ergibt sich daraus eine einfache Möglichkeit zum "Tuning", die das Gerät bei dieser Messung makellos dastehen läßt: Man braucht einfach nur einen Längswiderstand ins Lautsprecherkabel einzuschleifen. Durch diesen wird die Ausgangsimpedanz des Verstärkers erhöht und zugleich "linearisiert".

Machen wir das am Beispiel des besagten Sony einmal konkret: Wir könnten z.B. einen Widerstand von 1 Ohm dem Verstärkerausgang in Serie schalten. Dadurch würde bei 100Hz die Ausgangsimpedanz von 100 Milliohm auf 1,1 Ohm ansteigen, was der neue Wert des nach der obigen Methode gefundenen Referenzwiderstandes wäre. Auch bei 40 kHz wäre die Ausgangsimpedanz des Verstärkers dann nur unwesentlich größer. Der Dämpfungsfaktor ginge natürlich entsprechend in den Keller, aber das macht laut Stereoplay offenbar nichts. Die Differenzkurve wäre nun sehr ähnlich derjenigen, die von der Stereoplay für einen Verstärker von Ayre gezeigt wird, und da "perfekt" genannt wird.

Entsprechende Widerstände kann der "creative Tuner" schon für unter einem Euro mit der nötigen Belastbarkeit erwerben, und sich je nach Geschmack mit zusätzlichen Schrumpfschläuchen oder Edelholzkistchen eine ansprechende Lösung für normale Transistorverstärker basteln, mit der er meßtechnisch mit "perfekten" Geräten gleichziehen kann, die mehr als das Zehnfache kosten würden. Wenn sich die Meßmethode von Stereoplay durchsetzen sollte, dann werden wir wahrscheinlich Hersteller finden, die solche Widerstände schon in den Verstärker einbauen, das wäre jedenfalls einfacher als sich mit den Instabilitäten herumzuschlagen die einen bei einem Verzicht auf Gegenkopplung beschäftigen würden.

Wir sehen wie einfach es ist einem Verstärker einen großen Dämpfungsfaktor wieder abzugewöhnen wenn das aus welchem Grund auch immer opportun erscheint. Dazu braucht man noch nicht einmal das Gehäuse zu öffnen. Kann es einen einfacheren Weg zum klanglichen Nirvana geben? Warum ist da bloß noch niemand darauf gekommen?

Wie wir sehen ist diese Meßmethode also kein Anlaß, sich nun definitiv teure, komplizierte Verstärker ohne Gegenkopplung zu kaufen, wie das die Stereoplay wohl gerne hätte. Die haben zwar oft von sich aus schon eine relativ hohe Ausgangsimpedanz, weil das ohne Gegenkopplung relativ schwer zu vermeiden ist, aber die fehlende Gegenkopplung macht eben eine Menge anderer Probleme die das Gerät komplizierter und teurer machen. Es kommt noch dazu daß man einen externen Serienwiderstand leicht wieder entfernen kann wenn man von dem Unfug geheilt ist, und begriffen hat wozu eine niedrige Ausgangsimpedanz gut ist, auch wenn sie nicht konstant über die Frequenz sein sollte.

Daß die von den Stereoplay-Redakteuren angebotenen Behauptungen und Schlußfolgerungen mit der Wirklichkeit nicht viel zu tun haben sollte inzwischen zur Genüge klar geworden sein. Beinahe jeder zweite Satz in dem zweiseitigen Artikel enthält irgendeine grundlose Behauptung für die ich hier wieder mehrere Absätze brauchen würde um sie gebührend zu shreddern.

Aber technische Sinnhaftigkeit ist ja auch nicht der Maßstab an dem man diese "Erfindung" messen sollte. Als Hilfsmittel zur Verblödung ihrer Leserschaft ist ihre neueste Methode jedenfalls erheblich geeigneter als das was man uns vor ein paar Monaten noch präsentiert hat. Diesen Fortschritt gilt es anzuerkennen.

Donnerstag, 31. Dezember 2009

Viel hilft viel -- oder doch nicht?

Wenn es eine typische Grundhaltung eines Laien geben sollte, dann wäre das "Viel hilft viel" bestimmt einer der aussichtsreichsten Kandidaten. Es gehört ja geradezu zur Definition des Begriffs "Laie", daß ihm für eine differenziertere Sichtweise der Sachverstand fehlt. Man kann sich dann halt bloß auf allgemeingültige Lebensweisheiten verlassen, die instinktiv Sinn zu machen scheinen. Das wird in der Hifi- und Audiophilen-Szene weidlich genutzt, auffälliger vielleicht noch als auf vielen anderen Gebieten.

Bei der Tätigkeit von Ingenieuren geht es dagegen um etwas Anderes. Die Sachkenntnis eines Ingenieurs läuft in der Regel darauf hinaus daß er sich bewußt darüber ist, daß "viel" nicht bloß hilft, sondern auch kostet, und zwar nicht nur im finanziellen Sinn. Es geht darum das richtige Maß zu finden, den besten Kompromiß zwischen einander widersprechenden Faktoren. Immer dann wenn man sich dazu hinreißen läßt, z.B. bei der Entwicklung von Hifi-Geräten, einfach "zur Sicherheit" das teurere Bauteil, oder das größere Bauteil, oder die engere Toleranz zu wählen, hat man im Grunde den Ingenieurs-Pfad verlassen und den Laien-Pfad beschritten. Man gibt damit zu, nicht zu wissen wieviel man an dieser Stelle wirklich braucht, und ab welchem Punkt ein "Mehr" keinen relevanten "Mehrwert" mehr hat.

Das wäre in vielen Fällen noch tolerabel wenn nicht noch hinzu käme daß man dabei gerne die Augen davor verschließt welche Nachteile das "Mehr" mit sich bringt. Die Audioszene ist gespickt voll mit Beispielen, mit denen man zeigen kann wie auf diese Weise das "rechte Maß" völlig aus dem Blickfeld verschwindet, und das Ergebnis de facto schlechter geworden ist. Nebenbei kann man zeigen daß ein "viel hilft viel" in den allermeisten Fällen eben nicht vernünftig ist, und man gut daran tut den verschwiegenen Nachteil zu suchen wenn jemand so eine Lösung anpreist. Die Wahrscheinlichkeit ist ziemlich groß daß jemand, der eine bestimmte Designentscheidung bei seinem Gerät besonders herausstellt, darüber völlig übersieht (oder verschweigt) welcher Nachteil damit verbunden ist.

Es ist dabei auch oft das Ziel des Marketing, der Kundschaft den geistigen Blick auf die propagierten Vorteile zu fixieren, und dafür zu sorgen daß er nicht auf die Nachteile fallen kann. Das funktioniert erstaunlich oft, wie man immer wieder daran sehen kann wenn Leute ohne eigenes wirtschaftliches Interesse in Foren auftauchen und sich dort wie ein Sprachrohr einer Firma aufführen. Sie haben offenbar die Propaganda völlig verinnerlicht und sich die Scheuklappen aufsetzen lassen, die sie daran hindern zu erkennen welche Nachteile es geben kann. Bei Lautsprechern ist das besonders auffällig, wenn z.B. bestimmte Konstruktionsprinzipien als das Nonplusultra propagiert werden, seien es Koaxialsysteme, Elektrostaten, bestimmte Membranmaterialien, oder was auch sonst.

Mein Beispiel hier soll aber etwas anderes sein: Die Bandbreite. Man kann sich prächtig darüber streiten welche Bandbreite z.B. ein Verstärker haben soll, aber im Grunde wird die Diskussion bloß dann sinnvoll wenn man es im Kontext des ganzen Wiedergabesystems betrachtet, und dem Zweck den dieses erfüllen soll.

Die Bandbreite eines Systems ist der Frequenzbereich, den es praktisch ungeschwächt übertragen kann, also gewissermaßen der "Nutzbereich". Bei einer Hifi-Anlage ist das der Frequenzbereich den man auch hören kann, denn auf den ersten Blick bringt es nichts, Frequenzen zu übertragen die man ohnehin nicht hört.

Man könnte also im ersten Ansatz sagen: Das Gehör hat eine Bandbreite, und die ist letztlich maßgebend für die Bandbreite, die die Wiedergabeanlage haben muß.

Diese Betrachtungsweise ist nicht so selbstverständlich wie sie sich anhört. In den Frühzeiten der Elektronik und Audiotechnik fand man, daß es erstmal auch reicht wenn man diejenigen Frequenzen überträgt, die musikalisch relevant sind. Man dachte sich: Der Mensch kann zwar (wenigstens in jungen Jahren) Frequenzen im Bereich von etwa 20Hz bis 20kHz hören, aber in der Musik (das war damals noch zu fast 100% "konventionelle" und nicht elektronisch erzeugte Musik) kommt es kaum einmal vor daß weniger als 40 Hz oder mehr als 15 kHz gebraucht werden. Und wenn es nur um Sprache geht, wie z.B. beim Telefon oder in Durchsageanlagen, dann reicht auch noch wesentlich weniger.

Man hat also bis in die zweite Hälfte des vergangenen Jahrhunderts hinein die Technik am konkreten Zweck ausgerichtet, und nicht an den Grenzen des Gehörs. Die "technischen Daten" des UKW-Rundfunks stammen z.B. aus diesen Zeiten. Und wie man weiß kann man damit bei guten Empfangsbedingungen und mit einer guten Produktion ein Qualitätsniveau erreichen das mit der Langspielplatte konkurrieren kann, die ja im Grunde aus der gleichen Zeit stammt und noch heute bei Audiophilen in großem Ansehen steht.

Ein Verstärker braucht in einer Denke wie dieser keine wesentlich größere Bandbreite als es für die Signale von der Quelle nötig ist. Die Idee ist daß gerade so viel Bandbreite geboten werden sollte daß keine zusätzlichen Beeinträchtigungen entstehen. Je nach konkreter "Philosopie" hat man Verstärkern eine Bandbreite spendiert die nach oben hin irgendwo im Bereich von 20 bis 100 kHz zuende war. Verstärker mit noch mehr Bandbreite gab es, es waren aber Exoten.

Das hat zwar unter anderem damit zu tun daß mehr Bandbreite auch technisch anspruchsvoller ist, wichtiger aber war daß man abgesehen davon daß man es für unnötig hielt es auch für potenziell problematisch hielt.

Die Frage ist dabei was denn die eigentlich unhörbaren höheren Frequenzen bewirken. So lange sie gar nicht erst auftreten, weil die Quelle sie gar nicht erst liefert, sollte eigentlich alles in Ordnung sein, aber höhere Frequenzen können eventuell auf Umwegen ins System kommen. Schon bei 30kHz beginnt offiziell der Langwellen-Bereich im Rundfunk, und ganz normale Radiosender beginnen bei etwa 150 kHz. Das Zeitsignal der PTB wird auf 77,5 kHz gesendet. Solche Signale können durchaus irgendwie von einem Kabel aufgefangen werden und mit dem Audiosignal in einen Verstärker gelangen.

Wenn die Bandbreite des Verstärkers groß genug ist, wird er solche Signale ebenfalls verstärken. Das würde für sich genommen noch nichts ausmachen, denn man hört sie ja auch verstärkt noch immer nicht. Das würde aber voraussetzen daß es keine Nichtlinearitäten im System gibt, an denen durch Intermodulation oder Demodulation Mischprodukte entstehen, die in ihren Frequenzen in den hörbaren Bereich fallen können. Das muß nicht im Verstärker passieren, auch im Lautsprecher selbst kann so etwas vorkommen.

Wer die Bandbreite eines Verstärkers nicht zu großzügig auslegt vermeidet solche Probleme, denn dann werden die Radiosignale nicht mehr verstärkt, sondern im Idealfall sogar weggefiltert, und können damit auch im Lautsprecher keine Effekte mehr haben. Die Beschränkung der Bandbreite auf Werte irgendwo unterhalb von 100kHz galt daher den meisten Verstärkerbauern der "alten Zeit" als eine sehr nützliche Maßnahme.

Am besten ist es dabei wenn man die Bandbreite direkt am Verstärkereingang beschränkt, der Verstärker intern aber eine deutlich höhere Bandbreite hat. Auf diese Weise bewirkt man ein sehr kontrolliertes Verhalten, das nicht mehr von den Eigenschaften des Verstärkers abhängt, sondern bloß noch von ein paar Filterbauteilen an dessen Eingang. Und der eigentliche Verstärker hat es nicht mehr mit Signalen zu tun, für die er "nicht schnell genug" ist, und auf die er unter Umständen mit Intermodulation reagieren würde.

Noch eher als den Verstärker sollte man aber den Lautsprecher von Frequenzen verschonen mit denen er nicht umgehen kann. Bei hohen Frequenzen über der Hörgrenze führen sie im günstigsten Fall nur dazu daß die Schwingspule des Hochtöners vorgewärmt wird. In ungünstigeren Fällen führen Nichtlinearitäten im Hochtöner zu potenziell hörbaren Intermodulationen. Im Tieftonbereich gibt's auch Probleme. Tiefere Frequenzen als sie der Lautsprecher noch gut wiedergeben kann führen besonders bei höheren Lautstärken zu merklichen Effekten, wie z.B. Windgeräusche an Baßreflexöffnungen, große Membranhübe mit damit verbundenen nichtlinearen Verzerrungen, Dopplereffekte.

Man könnte versuchen, in der Weiche zusätzlich Filter einzubauen die solche für den Lautsprecher nicht hilfreichen Frequenzen unterdrücken, aber der zusätzliche Aufwand wird gescheut, und mit Sicherheit von der audiophilen Szene auch nicht goutiert. In den Verstärker kann man eine entsprechende Filterung ebenso kaum einbauen, denn man weiß ja nicht im Voraus wo beim angeschlossenen Lautsprecher die Grenzen liegen werden. Am besten dran sind die Aktivlautsprecher, wo man die Filterung im Verstärker optimal an die Eigenschaften des Lautsprechers anpassen kann.

Selbst wenn wir annehmen daß wir Radiosignale durch entsprechende Verkabelung und Schirmung ausgeschlossen haben, und daß der Verstärker daher auf eine Begrenzung der Bandbreite verzichten kann, müssen wir uns immer noch ansehen was von der Quelle kommt.

Wir haben gesehen daß in der "alten Zeit" bei rein analogen Quellen wie dem UKW-Radio oder der LP schon die Quelle keine Frequenzen von sich gegeben hat die oberhalb des Hörbereiches liegen. Genauer gesagt hat sie gelegentlich schon solche Frequenzen geliefert, aber nicht unbedingt absichtlich. Bei der LP kann das z.B. bei Knacksern sein oder wenn sich der empfindliche Tonabnehmer Radiosignale einfängt. Außerdem hat auch das unvermeidliche Rauschen Komponenten bei hohen Frequenzen. Damit müßte man im Grunde schon im Phono-Vorverstärker umgehen.

Bei neueren Quellen, vor allem digitalen, wächst jedoch der Anteil an Energie oberhalb des hörbaren Bereiches deutlich an. Zum Einen gibt es die Leute die höhere Abtastraten befürworten, und damit letztlich auch eine höhere nutzbare Bandbreite schon im Quellmaterial. Bei einer Abtastrate von 192kHz geht die nutzbare Audiobandbreite schon bis knapp unterhalb von 100kHz. Zum Anderen erzeugt ein D/A-Wandler immer auch höhere Frequenzen durch Aliasing (Spiegelfrequenzen), die durch ein nachgeschaltetes Filter wieder unterdrückt werden müssen. Nicht wenige Leute meinen, darauf verzichten zu können weil die nachgeschaltete "Kette" das sowieso irgendwie filtert, und wenn das erst im Ohr sein sollte. Einige SACD-Wandler sind z.B. dafür bekannt, daß sie ziemlich viel Rauschenergie im unhörbaren Bereich absondern und das dann dem Verstärker zumuten.

Das wäre natürlich kein besonderes Problem wenn der Verstärker am Eingang eine Bandbreitenbegrenzung hätte, wie ich es oben beschrieben habe. Das gilt aber als unaudiophil. So werden eins nach dem anderen die Sicherheitsmaßnahmen eliminiert, die einer negativen Auswirkung "unnützer" Frequenzen bisher im Weg gestanden sind.

Es kann dabei passieren daß sich auf diese Weise "Unterschiede" ergeben, die vom begeisterten Audiophilen prompt als Anzeichen dafür fehlinterpretiert werden, daß der Mensch (genauer gesagt: Er selbst --> Goldohrbeweis) eben doch oberhalb von 20kHz was hört, und daß viel Bandbreite demzufolge auch viel hilft.

Das ist dann die Krönung der Ironie: Ausgerechnet die negativen Auswirkungen dessen werden als Bestätigung einer Ansicht verstanden die schon von vorn herein falsch war.

Samstag, 19. Dezember 2009

Die Masse, das unbekannte Wesen

Immer wieder scheint es mir, als wäre die Masse das was an der ganzen Audioelektronik am wenigsten verstanden wird. Das betrifft nicht bloß die Benutzer, von denen man das wohl auch kaum anders erwarten kann, sondern durchaus auch die Hersteller, Händler und Journalisten. Meiner bescheidenen Ansicht nach sind Masseprobleme der Grund Nummer 1 warum eine Anlage schlechter spielt als sie könnte. Die üblichen Verdächtigen des High-End spielen dagegen eine nur sehr untergeordnete Rolle.

Das Problem dabei ist, daß die Symptomatik sogar für viele Fachleute ziemlich undurchsichtig sein kann. Viele der Probleme kommen auch überhaupt erst zutage wenn man mehrere Geräte zusammensteckt, und finden daher weder bei den Messungen des Herstellers, noch bei Zeitschriften-Tests irgendeine Beachtung. Ein- und dasselbe Gerät kann so auf dem Labortisch ein einwandfreies Bild abgeben, und in der Anlage dennoch Probleme machen. Wer weiß, vielleicht ist das ja auch eine der Ursachen dafür daß viele Leute davon reden, man müsse eine Anlage "abstimmen". Wenn eine Anlage ein Masseproblem hat, dann kann beim Austausch einzelner Komponenten sich das Fehlerbild fast beliebig ändern, auch beliebig subtil.

Da die Masse immer verbunden ist, sogar wenn ein Gerät ausgeschaltet ist, hängt im Grunde alles mit allem zusammen, und Dinge können einen Einfluß haben an die kaum jemand denken würde. Umso mehr, je mehr Geräte da zusammengesteckt werden.

Das Problem hat unmittelbar damit zu tun, daß in der Hifi-Technik praktisch durchgehend unsymmetrische Verbindungen verwendet werden. Und die verwendet man vor Allem aus historischen Gründen. Sie sind zwar auch ein bißchen billiger als die symmetrischen Verbindungen, aber das würde einen Umstieg nicht verhindern. Der Hauptgrund dafür warum man bei unsymmetrischen Verbindungen bleibt, ist die Kompatibilität zu bisherigen Geräten. So gut wie alle Geräte haben Cinch-Anschlüsse, und daher wird erwartet daß auch alle neuen Geräte damit ausgerüstet sind. Man ist de facto als Hersteller gezwungen, die problematische Technik beizubehalten.

Eine unsymmetrische Verbindung hat zwei Kontakte, und sie heißt deswegen unsymmetrisch weil diese beiden Kontakte sehr unterschiedliche Rollen spielen. Es gibt einen Kontakt für's Signal, und einen für die Masse. Wenn es mehrere Signale gibt, die zugleich übertragen werden, dann kann man den Masseanschluß für diese Signale auch gemeinsam machen. Das passiert unter Anderem beim Klinkenstecker, z.B. an Kopfhörern, oder beim Mini-Klinkenstecker der bei PC-Soundkarten so verbreitet ist. Auch die alten DIN-Stecker (auch Diodenstecker genannt) haben für alle Signale einen gemeinsamen Masseanschluß.

Die unsymmetrische Übertragung geht davon aus daß alle beteiligten Geräte auf dem gleichen Massepegel liegen, und der Sinn der Masseverbindung ist es, diese Grundbedingung herzustellen. Die Qualität der Signalübertragung hängt davon ab wie gut die Übereinstimmung der Massepegel im konkreten Fall ist, denn jeder Unterschied wirkt als Störung auf das Audiosignal.

Auf den ersten Blick scheint das kein Problem zu sein. Man verbindet die Massen der Geräte per Kabel, damit sind sie auch auf dem gleichen Pegel. Auf einem Schaltplan scheint es ebenso einfach zu sein, da hat man für die Masse ein Symbol, und alle diese Symbole sind als untereinander verbunden zu denken. Die Masse (daher auch der Name) wird als metallener Klumpen betrachtet, der überall einen einheitlichen Spannungspegel hat, und daher auch als Bezugspunkt für die Audiosignale in Frage kommt. Man tut so als wäre jeder Punkt im weitverzweigten Massenetz einer Anlage mit jedem anderen Punkt des Massenetzes austauschbar.

In der Praxis ist es aber nicht immer so. Es gibt diverse mögliche Ursachen dafür daß Ströme in diesem Massenetz kursieren, die nichts mit dem Audiosignal zu tun haben. Und da die Widerstände bzw. Impedanzen in diesem Massenetz nicht gleich Null sind, ergeben sich daraus auch Differenzen in den Massepegeln an verschiedenen Punkten (Ohm'sches Gesetz). Und damit Audiostörungen.

Diese Störungen können sehr unterschiedlich stark sein, je nach den konkreten Umständen. In einem Fall ist es vielleicht bloß meßtechnisch nachweisbar, in anderen Fällen brummt oder rauscht es kräftig. Das sind normalerweise keine Einstrahlungen, es ist ein gänzlich anderer Mechanismus der solche Störungen produziert. Man spricht von einer Kopplung durch eine gemeinsame Impedanz. Die gemeinsame Impedanz, das ist in diesem Fall die Impedanz der Masseverbindung, durch die sowohl der Signalstrom als auch der Störstrom fließt.

Das läßt schon erkennen, daß man diese Störungen z.B. dadurch bekämpfen kann, indem man die Impedanz der Masse so klein macht wie es geht. Dadurch löst man allerdings das Problem nicht prinzipiell, sondern man verringert es nur. Und als Gerätekäufer hat man auch nur begrenzte Möglichkeiten dafür. Man kann zwar Kabel mit sehr niederohmiger Masseverbindung einsetzen (das bedeutet in der Regel ein großzügig dimensioniertes Schirmgeflecht), aber an den Verhältnissen in den Geräten selbst, speziell den Impedanzen der Masseverbindungen darin, ändert man damit nichts. Wenn die Impedanzen im Gerät schon größer als im Kabel sind, dann bringt ein noch stärkeres Kabel nichts mehr.

Wer verstehen will was sich da abspielt mit den Störströmen, der kommt meist nicht recht auf einen grünen Zweig wenn er sich gedanklich mit den Spannungspegeln beschäftigt. Besser ist es man denkt in Strömen, und dem Weg den sie nehmen. Für viele Elektriker und Elektroniker ist das eine ungewohnte Betrachtungsweise. Vielleicht ist das der Grund warum in dieser Sache so viel Unverstand herrscht.

Die meisten Gegenmaßnahmen gegen die Kopplung über eine gemeinsame Impedanz versuchen zu erreichen, daß es keine gemeinsame Impedanz menr gibt. Das heißt daß die Störströme nicht mehr den gleichen Weg nehmen wie die Signalströme. Eine ganze Reihe von unterschiedlichen Maßnahmen und Tricks laufen letztlich auf diese Zielsetzung hinaus.

Zum Beispiel die sternförmige Masseführung. Wenn Störströme und Signalströme auf verschiedenen "Strahlen" des Sterns fließen, dann treffen sie sich bloß im Sternpunkt, haben aber keinen gemeinsamen Weg. Damit fällt auch die Kopplung praktisch aus. Problem ist bloß: Man kann zwar die Masseverdrahtung innerhalb eines Gerätes sternförmig organisieren, wenn mehrere solche Geräte aber zusammengesteckt werden, dann ist das Gesamtgebilde in vielen Fällen nicht mehr sternförmig, und der Trick versagt. Innerhalb eines Gerätes entscheidet der Entwickler über die Masseführung, und wenn keine Schrauben abfallen oder Tuner rangelassen werden, dann bleibt das auch so. über das Zusammenstecken entscheidet dagegen der Kunde, und der weiß in der Regel weder über die Masseproblematik Bescheid, noch kennt er die interne Signalführung der Geräte. Das Ergebnis ist daher meist unabsehbar.

Zudem nutzt der Stern auch bloß, wenn wirklich der Signalstrom und der Störstrom auf verschiedenen Strahlen fließen. Das kann man beim Zusammenstecken von Geräten aber nicht immer garantieren.

Eine andere Taktik ist, die Masseanschlüsse aller Cinch-Buchsen direkt mit dem Metallgehäuse des Gerätes zu verbinden, und das Gehäuse somit als einheitliche Massefläche zu behandeln. Das hat erhebliche Vorteile wenn es um die Abschirmung gegen eindringende Funksignale geht, aber unser Problem mit der gemeinsamen Impedanz wird dadurch nicht unbedingt gelöst. Immerhin trennt sich so typischerweise schon direkt an der Buchse der Störstrom vom Signalstrom, und eine solide Masseverbindung im Kabel (ein dicker Schirm) hilft dann tatsächlich. Im Gerät kann man so aber die Masse nicht mehr sternförmig verkabeln, man muß sich also überlegen wie man mit unterschiedlichen Massepegeln umgeht, und erreicht daß alle Störströme im Gehäuse fließen und nicht durch die Schaltung.

Die konsequenteste Lösung ist die symmetrische Verbindung, denn da spielt die Masse nicht mehr die Rolle einer Referenz für das Signal. Damit ist es auch nicht mehr wichtig daß im ganzen Massenetz der gleiche Pegel herrscht. Die Störströme dürfen in der Masse fließen, ohne daß es einen Einfluß auf die davon getrennte Signalverkabelung zu haben braucht. Dazu ist aber nötig daß man nicht den Fehler begeht und dem Störstrom in der Masse wieder einen Pfad durch die Geräteelektronik ebnet. Um das zu gewährleisten muß man in der Praxis sauber unterscheiden zwischen der Schirmungs- und Gehäuse-Masse, in der die Störströme fließen dürfen, und der Signalmasse, die sauber bleiben muß. Das kann man bei der symmetrischen Verbindung auch, denn man braucht die Signalmasse nur innerhalb eines Gerätes. Für die Verbindung zu einem anderen Gerät ist sie nicht nötig und sollte daher auch gar nicht auf einen externen Anschluß geführt werden. Leider findet man bei vielen Geräten die Signalmasse an den symmetrischen Anschlüssen, wo sie eigentlich nichts zu suchen hätte. Das bildet nur ein mögliches Einfallstor für Störströme, die dann in der Elektronik herumvagabundieren und oftmals dort im Gerät ein Stück gemeinsamen Weg mit einem Audiosignal finden, wodurch wir wiederum die bekannte Kopplung haben.

Bei symmetrischen Verbindungen gilt also die Regel: Masseverbindungen und Schirmung sind immer die Gehäuse-Masse, die Signalmasse taucht gar nicht auf. Pegelunterschiede in der Masse zwischen den Geräten sehen für das empfangende Gerät dann so aus wie ein Gleichtaktsignal, und das wird durch die Differenzbildung unterdrückt, die zum symmetrischen Funktionsprinzip gehört.

Aber so sinnvoll und richtig es auch wäre, symmetrische Verbindungen hat man bei der Hifi-Technik so gut wie gar nicht. Man muß mit der unsymmetrischen Technik auskommen, und da gibt es keine Taktik, die man generell anwenden kann um Probleme zu vermeiden. Alles was man tun kann hat auch wieder irgendwelche Nachteile die in bestimmten Konstellationen dann wieder Probleme machen können.

Dem Ideal einer universellen Taktik noch am nächsten kommt der Einsatz von Übertragern zur galvanischen Trennung. Ein Übertrager trennt den Störstromkreis auf und überträgt nur das Nutzsignal. So weit wenigstens das Idealbild; in der Praxis ist ein Übertrager kein ideales Bauteil, was sich auf der einen Seite als Verzerrungen des Audiosignals äußern kann, auf der anderen Seite führen parasitäre Kapazitäten dazu daß hochfrequente Störströme nicht komplett unterdrückt werden. Leider ist die Tendenz bei Übertragern daß die besseren Modelle auch deutlich teurer sind. Generell aber werden Übertrager unterschätzt, und sie bieten auch heute noch oft die beste, einfachste und wirkungsvollste Lösung eines Störungsproblems.

Wo die Übertrager hin müssen hängt davon ab wo die Störströme in der Masse fließen, und damit sind wir beim Punkt wo diese Störströme eigentlich her kommen.

Die heftigsten Störströme kommen dann zustande, wenn man die Anlage an ein Massenetz anschließt, das sich noch weit über die eigentliche Anlage hinaus erstreckt. Damit ein Störstrom durch die Anlage fließen kann muß es zwei solche Verbindungen geben, eine einzige bildet noch keinen Pfad. In vielen Anlagen, in denen dieses Problem auftaucht, sind diese zwei Verbindungen der Schutzleiter der Netzstromversorgung auf der einen Seite, und der Schirm der Antennen- oder Kabelanlage auf der anderen Seite. Beide sind irgendwo im Gebäude geerdet, aber oft nicht an der gleichen Stelle. Damit gehört zum weitverzweigten Massesystem, zu dem jetzt die Anlage dazugehört, so gut wie die ganze elektrische Hausinstallation, und Differenzen in den Massepegeln treiben Ströme an, die durch die Hifi-Anlage fließen.

Die Antriebskraft für solche Störströme ist oft der Induktionseffekt. Dabei entsteht ein Strom in einer geschlossenen Leiterschleife, wenn ein magnetisches Wechselfeld durch die Schleife hindurch geht. Umgekehrt erzeugt ein Wechselstrom in einer Schleife genau so ein Wechselfeld. Die elektrische Verkabelung in den Häusern erzeugt also solche Felder, und die werden durch benachbarte Leitungen auch wieder in Ströme umgewandelt. Es funtioniert wie ein Transformator, aber mit einem sehr schlechten Wirkungsgrad. Je mehr Stom wir verbrauchen desto stärker werden die Wechselfelder, und desto mehr Störstrom bekommen wir auch in der Masseverkabelung.

Gegen solche magnetische Wechselfelder kann man nur sehr schlecht abschirmen. Zumindest gilt das für die niedrigen Frequenzen wie man sie im Stromnetz findet. Es hilft wenn man die von der Leiterschleife umschlossene Fläche so klein wie möglich macht, dann kann auch entsprechend wenig Feld auf die Schleife wirken. Am besten ist das Verdrillen der Hin- und Rückleitung. Da aber die Massekabel aus unserem Beispiel schon in den Wänden liegen hat man darauf keinen Einfluß.

Wer ein Multimeter hat, das einen Meßbereich für Wechselstrom hat, der kann probehalber den Strom messen, der fließt wenn man die Masse der Antennenanlage bzw. Kabelanlage an einer Antennensteckdose verbindet mit dem Schutzleiter einer benachbarten Steckdose. Dieser Strom würde durch eine Hifi-Anlage fließen, wenn man sie an beide anschließt. Das können schnell einige zig oder 100 mA werden. Das ist der Strom, der zum bekannten Brummen führt, das allgemein als "Brummschleife" bekannt ist. Die Schleife führt in diesem Fall durch's ganze Haus, bis zu dem Punkt an dem sich die Erdung der Antennenanlage und die Erdung des Stromnetzes treffen.

Wenn dieser Strom nicht durch die Masseverbindungen der Anlage fließen soll, dann darf die Anlage nicht gleichzeitig mit der Antennenanlage und mit dem Schutzleiter verbunden sein. Manche Oberschlaue unterbrechen die Schutzleiterverbindung, aber das ist nicht umsonst verboten, denn es ist gefährlich, weil es eine Zeitbombe installiert, die bloß auf einen weiteren Fehler warten muß um zu einem Unfall zu werden. Die bessere Lösung ist die Verwendung eines sog. Mantelstromfilters in der Antennenleitung, was wieder ein Übertrager sein könnte, der eine galvanische Trennung bewirkt. Das geht aber nicht bei Satellitenanlagen, wo in der Antennenleitung eine Speisespannung geführt wird, die durch einen Mantelstromfilter unterbrochen würde.

Was auch funktionieren kann ist, wenn man eine Netzleiste benutzt die auch für die Antennenleitung einen "Filter" eingebaut hat. Der entscheidende Punkt ist hier nicht der Filter, sondern daß in der Leiste der Schutzleiter mit der Masse der Antennenbuchse verbunden ist. Der Störstrom kann dann durch diese Verbindung fließen, und nicht mehr durch die Anlage. Dazu muß die gesamte Anlage durch diese Leiste versorgt werden, oder wenigstens die Geräte, die einen Schutzleiteranschluß haben.

Wegen dieses Problems werden Hifi-Geräte meistens als schutzisolierte Geräte gebaut, die keinen Schutzleiteranschluß brauchen (und auch gar nicht haben dürfen). Für viele Fälle beschränkt sich damit die Verbindung zu einer größeren Massestruktur auf den Antennenanschluß, und wir haben gesehen daß eine Verbindung allein noch kein Problem darstellt.

Das wird aber in dem Moment hinfällig, in dem ein PC an die Anlage angeschlossen wird, denn PCs haben fast grundsätzlich Schutzleiteranschluß. Aus diesem Grund fängt bei Vielen das Brummen in dem Moment an in dem ein PC zur Anlage dazu kommt.

Aber auch ohne PC kann es Probleme geben, selbst wenn eigentlich bloß eine Masseverbindung nach "außen" existiert, und das kommt davon daß Störströme auch kapazitiv übertragen werden können, also ohne direkte Drahtverbindung. Das funktioniert umso besser je höher die Frequenzen werden, weshalb es bei 50 oder 100 Hertz, wie im Stromnetz, meist noch kein nennenswertes Problem gibt. Da aber auch bei Hifi immer mehr Schaltnetzteile verwendet werden (bei PC's und TV-Geräten sowieso), sind neuerdings viel höhere Frequenzen im Spiel, und die kommen viel leichter durch irgendwelche Kapazitäten, die entweder parasitär in einem Transformator existieren, oder gewollt in einem Netz-Entstörfilter.

Letztlich heißt das, daß unter Umständen genug Kapazität vorhanden ist, um auch ohne Schutzleiterverbindung einem merklichen Störstrom zuzulassen. Je mehr Geräte zusammengeschaltet sind, je eher kann es zu einem Strom kommen der stark genug ist um sich bemerkbar zu machen. Das bedeutet daß es keine komplette Problemlösung ergibt, wenn die Geräte schutzisoliert sind. Es hilft, aber es ist unter Umständen nicht die ganze Miete.

Die kapazitiv übertragenen Ströme können auch ohne Antennenverbindung noch zu Problemen führen, wenn sie stark genug sind. Kein Brummen oder Rauschen, aber meßbare und im Extremfall hörbare Störungen.

Die unsymmetrische Verbindung war bei weitem ausreichend als sie eingeführt wurde, in Zeiten von Mono-Dampfradios und Schellack-Platten. In der Zwischenzeit sind auf der einen Seite die technischen Daten immer besser geworden, und eine Anlage umfaßt immer mehr Geräte. Zudem gab es damals kaum geerdete Antennenanlagen, und schon gar keine Satellitenanlagen oder Kabelanlagen. Und der Stromverbrauch im Haushalt war viel geringer, entsprechend geringer auch die Felder. Schließlich gab's auch keine Schaltnetzteile im Haushalt. All das hat einzeln gesehen nur geringfügige Bedutung, aber es summiert sich. Es führt dazu daß es heute ziemlich schwierig sein kann dafür zu sorgen daß eine größere Anlage auch die technischen Daten ausspielen kann, die jedes einzelne Gerät für sich genommen haben sollte.

Es ist auffällig, daß High-End-Geräte, gerade auch die von kleineren Herstellern, überdurchschnittlich oft einen Schutzleiteranschluß haben. Das ist auch nicht weiter verwunderlich, denn ansonsten müßten sie schutzisoliert sein. Im Zusammenhang mit unsymmetrischen Cinch-Verbindungen führt das aber schnell zu Brummschleifen. Ich finde daher, daß Geräte mit unsymmetrischen Anschlüssen schutzisoliert sein sollten, andernfalls muß man damit rechnen in Übertrager investieren zu müssen. Genau genommen finde ich daß es langsam an der Zeit wäre, zu symmetrischen Verbindungen überzugehen, aber das wird kaum durchzusetzen sein.

Die Kosten wären gar nicht das Problem. Aber außer dem Problem mit der Rückwärtskompatibilität mit den letzten 60 Jahren müßte man dafür noch mit dem High-End-Vorurteil fertig werden daß symmetrische Verbindungen schlechter sein sollen, weil man dazu mehr Verstärkerstufen braucht. Dabei müßte man schon sehr schlampig arbeiten um eine Verstärkerstufe so schlecht zu machen daß sie sich hier bemerkbar machen würde.

Eher schon wird die Lösung aus der digitalen Ecke kommen. Eine Toslink-Verbindung ist automatisch störunanfällig und bewirkt eine galvanische Trennung. Wenn sie mechanisch zuverlässiger wäre gäbe es wenig zu kritisieren. Eine Ethernet-Verbindung beinhaltet immer auch Übertrager und damit eine galvanische Trennung. Wenn die Übertragung drahtlos wird dann sowieso. Das könnte irgendwann das Problem durch die Hintertür lösen.

Wenn es dann noch Audiomaterial gibt, das sich störungsfrei abzuspielen lohnt.

Montag, 7. Dezember 2009

Die Relativität von Falsch

Wie ich schon oft erfahren durfte steht man bei den Audiophilen schnell unter Generalverdacht wenn man durchblicken läßt daß man etwas weiß. Insbesondere wenn das den audiophilen Dogmen widerspricht. Der Vorwurf der Arroganz ist dann meist nicht weit. Ein mit schöner Regelmäßigkeit wiederkehrendes "Argument" kreist dabei um die Frage, ob ich es mir sozusagen moralisch leisten kann, hier von Wissen zu sprechen, wo doch selbst das wissenschaftliche Wissen vorläufig ist, und immer wieder fundamentalen Änderungen unterworfen. Der moralisch einwandfreie Wissenschaftler, der nicht von pelmazo's Größenwahn befallen ist, so heißt es, ist sich dessen bewußt und räumt die Möglichkeit ein daß man falsch liegen könnte, und die Zukunft gänzlich andere Ergebnisse bringen könnte. Ich solle also, so scheint man sagen zu wollen, gefälligst bescheiden sein und anerkennen daß die Gegenseite schlußendlich doch recht haben könnte.

In den meisten Fällen ist zwar klar daß das eine lahme Ausrede ist, die nur schwer verschleiern kann daß meinem Gegenüber ein überzeugendes positives Argument für seine Sache fehlt, und er darum versucht auf die Ebene moralischer Tabuisierung auszuweichen. Die Sache verrät aber auch eine offenbar ziemlich weit verbreitete falsche Vorstellung davon wie Wissenschaft funktioniert und wie es um die Falsch- oder Richtigkeit wissenschaftlicher Erkenntnisse aussieht.

Ich bin zwar kein Wissenschaftler, sondern Anwender wissenschaftlicher Erkenntnisse, ich denke aber schon daß ich dazu ein paar sinnvolle Dinge sagen kann. Noch besser kann's aber Isaac Asimov, der wenige Jahre vor seinem Tod im Skeptical Inquirer einen Artikel schrieb mit dem Titel "The Relativity of Wrong". Für Englischkenner sehr zu empfehlen, obwohl ich befürchte daß das wieder die lesen (und vor allem verstehen) werden, die's ohnehin nicht nötig hätten. Und die anderen werden wahrscheinlich wieder dozieren wie viel besser doch Asimov's Stil gegenüber meinem ist, und was für ein Kotzbrocken ich im Vergleich dazu bin.

Und es stimmt ja auch. Asimov berichtet von einer ziemlichen Zumutung (mein Begriff!), wo ein Student der englischen Literatur im Hauptfach es für nötig hält, ausgerechnet Asimov einen Vortrag über Wissenschaft zu halten. Wo ich wohl "Arschloch" gedacht und etwas nur geringfügig Entschärftes geschrieben hätte, begnügt sich Asimov mit einer ironischen Spitze. Nun gut, er schreibt auch in einem respektablen Blatt und ich nur in meinem Blog. Er schreibt (in meiner Übersetzung):
"Ich seufzte ein wenig, denn ich kannte sehr wenige Literaturstudenten im Hauptfach, die gerüstet sind um mir Wissenschaft beizubringen, aber ich bin mir sehr bewußt über den ausgedehnten Zustand meiner Unkenntnis, und ich bin bereit, von jedem so viel zu lernen wie ich kann, also las ich weiter."
Wo Asimov eher der Feinmechaniker der Sprache ist, bin ich eher der Schlosser, zumal ich nicht recht einsehe warum ich solch ähnliche Zumutungen in einer so feinen Ironie kommentieren sollte daß der betreffende vielleicht die Bedeutung gar nicht erkennt.

Was Asimov ganz in meinem Sinne klarstellt ist, daß es bei wissenschaftlichen Erkenntnissen und Theorien verschiedene "Grade" der Falschheit gibt. Er erklärt, warum die Theorie der flachen Erde und die Theorie der kugelförmigen Erde beide falsch sind, warum aber zum Einen die Erstere sehr viel falscher ist als die zweite, und zum Anderen daß trotzdem beide in ihrem jeweiligen Anwendungsbereich sinnvoll, nützlich und in gewissem Sinn auch richtig sind. Er entgegnet dem naßforschen Studenten:
"John, als die Leute glaubten die Erde wäre flach lagen sie falsch. Als sie glaubten die Erde wäre kugelförmig lagen sie falsch. Aber wenn Sie denken daß es genauso falsch ist zu denken die Erde sei kugelförmig wie es falsch ist zu denken sie sei flach, dann ist Ihre Ansicht falscher als diese beiden zusammengenommen."
Er erklärt daß wissenschaftliche Theorien in sehr unterschiedlichem Ausmaß falsch sein können, und daß eine bessere Theorie eine vorige nicht etwa ersetzt, sondern ergänzt. Eine falsche Theorie ist damit nicht etwa falsch im absoluten Sinn, sondern unvollständig und von begrenzter Anwendbarkeit. Sie ist eine Vereinfachung der tatsächlichen Situation, die innerhalb ihres Geltungsbereiches weiterhin anwendbar bleibt. Die neuere, bessere Theorie muß man daher nur dann einsetzen, wenn der Fehler der einfacheren, älteren Theorie zu groß wäre.

So ist die Vorstellung einer flachen Erde bis heute nützlich und wird praktisch eingesetzt. So lange keine größeren Entfernungen im Spiel sind ist der Fehler oft vernachlässigbar. Erst über weiter Entfernungen baut sich ein Fehler auf der dann nicht mehr zu vernachlässigen ist. Ob die Theorie der flachen Erde reicht oder ob man die bessere Theorie der kugelförmigen Erde braucht ist damit eine Frage, die mit dem Aktionsradius des Menschen zu tun hat, und mit seinen Genauigkeitsansprüchen. Und so ist es auch mit den noch genaueren Theorien über die Form der Erde, die seither entwickelt wurden. Die sind zwar immer besser, aber zugleich auch immer seltener wirklich nötig. Die älteren, eigentlich falschen, aber dafür einfacheren Theorien decken die große Mehrheit der Anwendungsfälle immer noch ab.

Im Grunde gelten folglich die verschiedenen Theorien alle zusammen, und man muß bloß bei jedem Anwendungsfall eine Abwägung treffen zwischen dem Fehler den man zu tolerieren bereit ist, und der Einfachheit der Theorie. Das Beste ist, die einfachste Theorie zu verwenden, deren Fehler noch tolerierbar ist. Der Fehler, den man z.B. beim Ausmessen eines Grundstücks macht, wenn man von einer flachen Erde ausgeht, ist selten so groß daß man deswegen auf die kompliziertere sphärische Geometrie ausweichen müßte, ganz zu schweigen von der Geometrie eines Ellipsoids.

Aus dem gleichen Grund verwendet wohl kaum jemand im täglichen Leben die Quantentheorie, oder die Relativitätstheorie, obwohl die Newton'sche Mechanik durch diese beiden neueren Theorien bekanntlich korrigiert wurde.

Unsere Audiophilen machen daher genau den gleichen Fehler wie der besagte Student. Eine bewährte alte Theorie wird nicht durch eine neuere Theorie einfach auf den Müllhaufen der Geschichte verbannt. Was richtig war wird nicht plötzlich durch den wissenschaftlichen Erkenntnisfortschritt falsch. Es wird ergänzt, und sein Anwendungsbereich wird besser abgegrenzt. Innerhalb dieses Anwendungsbereiches kann man ohne Probleme weiterhin mit der alten Theorie arbeiten, und wird das auch in Zukunft können.

Die Hoffnungen, eine noch zu findende neue Theorie des Hörens würde also irgendwann plötzlich alle diese Dinge bestätigen, die in den feuchten Träumen der Audiophilen vorkommen, sind vergeblich. Die jetzt schon bekannten Erkennntnisse stecken einen Rahmen für die zukünftigen Erkenntnisse, insbesondere was die Größe des Fehlers angeht den die momentanen Theorien noch enthalten.

Angesichts dessen ist mir nicht bange daß ich eines Tages etwas von dem zurück nehmen müßte was ich bisher an wissenschaftlichen Erkenntnissen vertreten habe. Was jetzt schon als Unsinn erkennbar ist wird auch in Zukunft Unsinn bleiben.

Wenn man sich dagegen vor Augen führt daß die Audiophilen nicht selten glauben, sie hörten mühelos Dinge, die der Wissenschaft auch nach über hundert Jahren Forschung im akustischen Bereich noch nicht aufgefallen sind, die aber bestimmt in der Zukunft noch irgendwo in der neunten Nachkommastelle entdeckt werden würden, dann ist meiner Meinung nach sonnenklar wer hier in Wirklichkeit die Arroganz und den Größenwahn hat.

Sonntag, 22. November 2009

Differenzen

Unterschiede sind ja bekanntlich geradezu die Existenzberechtigung und der Sinn der Audiophilen. So sehr, daß es ihnen geradezu als Sakrileg erscheinen muß wenn man versucht, die Unterschiede einzuebnen oder zu eliminieren.

Kein Wunder daß man damit in Konflikt mit dem Ingenieurwesen kommt. Dort geht ein gehöriger Teil des Aufwandes in das Vermeiden und das Kompensieren von Unterschieden. Man will schließlich ein wohldefiniertes Ergebnis haben und nicht ein Chaos von mehr oder minder zufälligen Variationen.

Wer ein technisches Gerät in Massenstückzahlen herstellen will (und das fängt schon bei einigen Dutzend an) der muß dafür einen Herstellungsprozeß und ein Gerätedesign wählen, das Variationen in den Bauteilen und den Betriebsbedingungen ausgleicht und unabhängig davon funktioniert. Es ist keine besonders große Leistung, etwas einmal unter handverlesenen Bedingungen zum Funktionieren zu bringen. Die eigentliche Ingenieursleistung besteht darin, es zuverlässig und reproduzierbar und wirtschaftlich herstellbar zu machen. Es geht um die Nützlichkeit, und nicht bloß um die Möglichkeit.

In elektronischen Schaltungen sind die Röhren, Transistoren, und diverse weitere Bauteile in ihren Eigenschaften variabel. Das heißt sie ändern ihre Eigenschaften mit der Temperatur, dem Alter, zwischen einem Exemplar und dem nächsten, und trotzdem muß die Gesamtschaltung unbeeindruckt funktionieren.

Ein Ingenieur betrachtet es daher als einen Erfolg, wenn sein Gerät unbeeindruckt von den Umgebungsbedingungen, von Bauteilvariationen und von Alterungserscheinungen seinen Job immer gleich verrichtet. Der Audiophile denkt genau andersrum. Ihm gilt ein Gerät umso besser je mehr Zicken es in dieser Hinsicht hat. Wenn jedes Gerät aus einer Serie verschieden ist, wenn es wetterfühlig (bzw. stromfühlig) ist und regelmäßig neu justiert werden muß. Eine automatische Ruhestromregelung hat nicht annähernd den Charme, den eine regelmäßige manuelle Prozedur hat, wenn das Gerät quasi vor Betrieb erst neu gestimmt werden will, wie ein launischer Flügel der jedes Prozent Luftfeuchtigkeit zu spüren scheint.

Überhaupt: Die Analogie zwischen Musikinstrument und Hifi-Gerät ist für den Audiophilen eine Inspiration, und für den Ingenieur eine Geistesverirrung.

Es ist dabei nur auf den ersten Blick paradox daß der Ingenieur Unterschiede liebt -- denn er mach sie sich zu Nutze, um sein Ziel zu erreichen. Dafür gibt's viele Beispiele:

Einer der am weitesten verbreiteten und nützlichsten Arten von Verstärkern ist der Differenzverstärker. Fast jeder Audio-Verstärker, ob Endstufe oder Vorverstärker, basiert auf diesem Prinzip. Es ist eine genial einfache Idee: Man verstärkt nicht das Signal selbst, sondern man verstärkt die Differenz zwischen dem zu verstärkenden Signal und einer abgeschwächten Version des schon verstärkten Signals. Es ist eine Rückkopplung, eine Regelschleife. Der Verstärker wird so zum Korrektor, jeder Unterschied zwischen Ist und Soll wird verstärkt und bringt das Resultat wieder auf Linie. Die Konsequenzen sind durchschlagend: Plötzlich spielen Bauteilunterschiede, Temperaturschwankungen, Alterserscheinungen fast keine Rolle mehr. Alles durch die Regelwirkung kompensiert.

Oder die symmetrische Signalübertragung. Hier spielt auch wieder die Differenzbildung eine entscheidende Rolle. Dadurch werden die erwünschten von den unerwünschten Signalanteilen unterschieden. Das Telefon hätte nie funktioniert wenn das nicht so gut klappen würde, und auch hochwertiges Audio hängt davon ab.

Der CD-Spieler ist ebenfalls ein Beispiel für das angewandte Differenzprinzip: Der Laser wird in der Spur gehalten indem man die Differenz zwischen Photodioden auswertet. Auch die Information wird ausgelesen indem man die Differenz zwischen zwei verschiedenen Reflexionshelligkeiten auswertet.

Auch bei Hörtests geht's um Differenzen. Kein Wunder daß die Einen hier möglichst große, die anderen möglichst kleine Differenzen haben wollen. Für den Ingenieur kommt man der Perfektion umso näher je weniger Unterschiede feststellbar sind. Entgegen audiophilem Zynismus geht es dabei allerdings nicht darum, durch möglichst ungeeignete Vergleichsmethoden scheinbare Gleichheit zu erschleichen, sondern darum, durch möglichst sensible Vergleichsmethoden noch den kleinsten Unterschied dingfest zu machen -- damit man ihn eliminieren kann.

Weil da die gehörmäßige Differenzmethode zu unempfindlich ist, ist man unter Ingenieuren frühzeitig dazu gekommen, meßtechnische Differenzmethoden einzusetzen. So gibt es z.B. die Methode, einen Lautsprecher mit der Differenz aus dem Ausgangssignal zweier Verstärker zu betreiben, die mit dem gleichen Eingangssignals versorgt werden. Im Idealfall müßte der Lautsprecher still bleiben, denn gute Verstärker sollten keinen Unterschied produzieren. Auf diese Weise kann man beim Untersuchen von Verstärkern sehr viel empfindlicher sein als wenn man einfach einen Verstärker für sich untersucht. Man kann sogar der Differenz zuhören, und ist nicht auf das reine Messen angewiesen.

Bei solchen Vorgehensweisen muß man allerdings sehr vorsichtig sein. Es ist sehr leicht, das Ergebnis falsch zu interpretieren. Aus dem Differenzsignal kann man nicht ohne Weiteres darauf schließen ob der Unterschied im Normalbetrieb auch hörbar wäre. Es reicht wenn die Amplitude geringfügig unterschiedlich ist, oder die Zeitverzögerung, und das Ergebnis ist ein übertrieben starkes Differenzsignal, das nicht repräsentativ ist für irgendwelche Klangunterschiede. Trotzdem kann man was damit anfangen wenn man weiß was man tut, und die "prinzipbedingten" Probleme im Auge behält.

Bob Carver hat in den 80ern des vergangenen Jahrhunderts das Differenzprinzip zu einer beeindruckenden Demonstration benutzt, die letztlich seine Ingenieurskunst vorführt. Ich spreche von der "Carver Challenge", in der es darum ging daß Bob Carver anbot, binnen 48 Stunden einen beliebigen Modellverstärker klanglich zu kopieren, so daß seine Kopie in seriösen Blindtests nicht vom Original zu unterscheiden wäre. Er brauchte dazu nur den originalen Verstärker, den er nicht einmal öffnen geschweige denn modifizieren durfte. Die Stereophile unter dem damaligen Chef Gordon Holt schlug ein und stellte einen Conrad-Johnson Premier Five zur Verfügung, den Carver in 48 Stunden nachahmen sollte. Das war ein Röhrenverstärker, der Mitte der 80er über 10000 Dollar kostete, und Carver wollte ihn mit einem Transistorverstärker nachbilden, den er in 48 Stunden unter Verwendung der Differenzmethode passend modifizierte.

Wie man hier nachlesen kann, ist das im Wesentlichen gelungen. Man kann sich fragen ob das Holt's Nachfolger noch so mitgemacht und vor allem zugegeben hätten, aber 1985 war offenbar noch früh genug daß die Ehrlichkeit noch nicht dem audiophilen Dünkel zum Opfer gefallen war.

Carver modifizierte den Transistorverstärker einfach so, daß die Differenz im Ausgangssignal zwischen dem Vorbild und der Nachahmung minimal wurde. Und siehe da, die hörbaren Unterschiede verschwanden ebenso, egal ob der Verstärker nun von Röhren oder Transistoren angetrieben war.

Heutzutage wäre das noch wesentlich schneller mit Hilfe von Computertechnik möglich. Was Carver noch mit dem Lötkolben und einem Sortiment von Bauteilen in 48 Stunden gelöst hat wäre heute die Anwendung einer mathematischen Transformation, von einem digitalen Signalprozessor in Echtzeit ausgeführt.