Jitter-Verwirrungen

Der Jitter in digitalen Audiosystemen ist schon seit Langem ein Thema, aber in letzter Zeit scheint er wieder besonders Konjunktur zu haben.Das hat sicher auch damit zu tun daß man hier den Leuten besonders gut ein X für ein U vormachen kann, denn die Sache ist schwer zu verstehen, schwer zu messen (wenn die Messung seriös sein soll) und schwer in einen sinnvollen Bezug zum Gehörten zu bringen. Also mehr als genug Raum für audiophile Hirngespinste. Allein die Tatsache daß das Thema so sehr in der Diskussion ist scheint viele davon zu überzeugen daß da etwas dran sein müsse.

Es gibt eine Menge Webseiten die einem versuchen die Sachverhalte auf einfache Weise zu erklären, und es sind darunter auch etliche die zumindest das grobe Verständnis was Jitter ist und warum es ein Problem sein kann richtig wiedergeben. Wie so oft geht dann aber der Unfug los wenn der Bezug zu hörbaren Effekten hergestellt werden soll. Was da unterstellt wird ist nicht selten um den Faktor 10000 daneben, das heißt es wird ohne seriösen Nachweis unterstellt daß Jitter hörbar sei, der 10000 mal schwächer ist als er sein dürfte, bevor er nach seriösen Studien tatsächlich hörbar wird. Kaum irgendwo sonst in der sowieso schon von grandiosen Selbstüberschätzungen gepflasterten Audiophilenszene findet man eine Diskrepanz von derartigen Ausmaßen.

Gepaart ist das mit Angaben von Jitterwerten, die noch nicht einmal ansatzweise nachvollziehbar sind, weil jegliche Angaben zu Meßbedingungen und Meßverfahren fehlen. Wie Jitter im Detail gemessen wird hat aber einen dramatischen Effekt auf die erzielten Meßwerte. Es ist auch sehr leicht den Jitter auf eine Art und Weise zu messen die für das zu betrachtende Problem (also z.B. die Hörbarkeit) völlig irrelevant ist. Im Ergebnis ist die Aussagekraft vieler Jitterangaben, die man bei entsprechenden Produkten und Diskussionen findet, gleich Null. Und aus dem gleichen Grund sind die Angaben auch nicht untereinander vergleichbar, denn niemand kann sagen ob auch die Meßbedingungen vergleichbar waren.

Oberflächlich betrachtet ist die Sache einfach. Jitter ist die zeitliche Variation von Taktflanken um den idealen Zeitpunkt herum. Der zeitliche Fehler führt bei der Abtastung oder bei der Rekonstruktion von Analogsignalen (also in A/D- und D/A-Wandlern) dann zu einem Amplitudenfehler, wenn sich das Signal gerade ändert. Wer eine möglichst unverfälschte Wandlung zwischen Analog und Digital hinkriegen will, der braucht auch einen sauberen Takt für den Wandler, der möglichst wenig Jitter hat.

In erster Näherung ist also derjenige Wandler besser, dessen zeitliche Fehler durch Jitter im Taktsignal geringer sind. Ein Wandler mit 1 ns Jitter ist demnach besser als einer mit 10 ns Jitter. So weit kommt man auch als Laie noch mit. Es ist der Bereich wo man noch durch einfachen Zahlenvergleich besser und schlechter unterscheiden kann.

Der Teufel steckt aber hier im Detail. Und die Details sind teuflisch genug um diese Zahlenvergleiche nicht bloß etwas ungenau zu machen, sondern die Betrachtung wird dadurch oftmals vollkommen sinnlos. Ich rede hier also nicht von Haarspaltereien, die sich im Promillebereich abspielen, sondern von grundlegenden Dingen.

Folgende Fragen müssen bei solchen numerischen Jittervergleichen gestellt werden:

• Sind die Jitterwerte überhaupt auf vergleichbare Weise und unter vergleichbaren Umständen gemessen worden?
• Sind die Werte an einer vergleichbaren Stelle im Signalpfad gemessen worden?
• Welche Relevanz haben die so gemessenen Jitterwerte für die Hörbarkeit?

Schon die erste Frage stellt sich als erstaunlich komplex heraus, denn es gibt eine für den Laien vielleicht überraschende Vielfalt an Meßmethoden und Randbedingungen, ohne deren Kenntnis man eine Jitterangabe nicht vernünftig interpretieren kann.

Woher kommt das?

Im vielleicht einfachsten Fall ist der zeitliche Fehler, also der Jitter, zufällig. Man kann dann den Jitter als ein Rauschsignal modellieren. Signaltheoretisch betrachtet ist es dann so als ob das Taktsignal durch weißes Rauschen phasenmoduliert wird. Wem solche Begriffe nichts sagen, nicht verzweifeln, ich will damit bloß ausdrücken daß die Effekte sich mathematisch und physikalisch relativ einfach erfassen und beschreiben lassen, man hat den Effekt so auf bekannte nachrichtentechnische Begriffe zurückgeführt.

Ein solches Rauschsignal hat eine mittlere Stärke, man nimmt hier den Effektivwert (auf Englisch RMS = Root Mean Square). Aber es hat auch Spitzenwerte (engl. peak-to-peak). Bei einem echten weißen Rauschsignal kann der Spitzenwert theoretisch beliebig hoch werden wenn man bloß lange genug mißt, in der Praxis kann man leicht ein Verhältnis zwischen Effektivwert zu Spitzenwert von 1:10 bekommen. Die erste wesentliche Angabe ist also beim Jitter, ob es sich um den Effektiv- oder Spitzenwert handelt. Schon diese einfache Sache wird aber meist nicht erwähnt. Schon allein dadurch kann man also ohne es zu wissen einen Fehler beim Vergleich zweier Angaben von einer Zehnerpotenz haben.

Der nächste springende Punkt kommt daher, daß die unterschiedlichen Meßmethoden auch unterschiedliche Empfindlichkeiten für bestimmte Frequenzen des Jitters haben. Wenn der Jitter rein zufällig ist, und somit weißes Rauschen darstellt, dann enthält er auch alle Frequenzen in gleichem Maß. Solcher Jitter wird dann durch die Meßmethode entsprechend gewichtet. Manche Meßmethoden bieten eine einstellbare Meßbandbreite, das heißt es wird ein Bandpaß verwendet und nur Jitterfrequenzen gemessen, die innerhalb des Frequenzbandes liegen. Je schmaler das Band, desto weniger Jitter wird man messen (immer noch vorausgesetzt daß der Jitter weißes Rauschen ist). Bei solchen Methoden muß man also zur korrekten Interpretation der Ergebnisse auch die Filtercharakteristik des verwendeten Bandpasses wissen. Es gibt im Audiobereich keine normierte Filtercharakteristik dafür, jeder entscheidet bei der Messung selbst was er hier für sinnvoll hält, abhängig davon was sein Meßgerät anbietet.

Eine andere Art der Gewichtung ergibt sich, wenn man Jitter mit dem Oszilloskop mißt. Diese vielleicht einfachste Methode funktioniert so daß man das Oszilloskop auf eine Taktflanke triggern läßt und sich die nächste (oder eine spätere) Taktflanke auf dem Schirm ansieht, und zu bestimmen versucht wie weit diese Flanke im Lauf der Zeit hin- und herzittert. Der springende Punkt hier ist daß man so den Jitter von einer Taktflanke relativ zu einer anderen mißt, und nicht den absoluten Fehler gegenüber der idealen Absolutzeit. Diese Relativmessung führt dazu, daß Jitterfrequenzen unterhalb einer bestimmten Eckfrequenz immer stärker abgeschwächt werden. Für niederfrequenten Jitter ist diese Methode daher praktisch blind. Entscheidender Faktor ist hier der zeitliche Abstand zwischen dem Triggerzeitpunkt und dem Zeitpunkt der Flanke an dem die Messung stattfindet. Dieser zeitliche Abstand bestimmt wo die genannte Eckfrequenz liegt. Für eine korrekte Interpretation des Meßergebnisses muß man diesen zeitlichen Abstand kennen.

Wie man sieht gibt's schon bei der Jittermessung als einzelne Zahl eine ganze Reihe von Dingen zu beachten. Um beurteilen können ob zwei Messungen miteinander vergleichbar sind oder nicht braucht es mehr Angaben als man in den allermeisten Fällen geliefert bekommt. Das allein schon macht die Jitterangaben von Herstellern und anderen Quellen in den meisten Fällen unbrauchbar und nichtssagend.

Mehr Information kann man aus Diagrammen bekommen, die das Jitterverhalten nicht nur als einzelne Zahl ausdrücken, sondern in Abhängigkeit einer Variablen als Graph. Im Zusammenhang mit Audio A/D- und D/A-Wandlung ist ein Diagramm besonders sinnvoll, das die Stärke des Jitters über die Jitterfrequenz aufträgt. Anders gesagt, das Jitter-Spektrum. Interessant sind dabei die hörbaren Frequenzen, und eventuell noch die Oktave darüber, um die Möglichkeit von Spiegelfrequenzen mit abzudecken. Wenn der Jitter wie oben angenommen weißes Rauschen ist, dann ist das Spektrum eine horizontale Linie. Interssant ist das Spektrum also eigentlich bloß dann, wenn der Jitter eben nicht einem weißen Rauschen entspricht, wenn also sein Spektrum nicht wie eine gerade Linie aussieht. Das ist in aller Regel der Fall, und das ist auch der Grund warum eine einfache Analyse auf der Basis von weißem Rauschen meist zu kurz greift.

Wenn wie eigentlich in allen realistischen Fällen der Jitter nicht weißes Rauschen ist, dann ist es umso wichtiger sein Spektrum zu kennen, und nochmal wichtiger die Meßbandbreite für einen angegebenen Jitterwert zu kennen. Andersherum gesagt wird dann ein einzelner Meßwert noch wertloser. Daß man aber mal eine glaubwürdige Messung eines Jitterspektrums präsentiert bekommt ist schon recht selten. Sich einen willkürlichen (unrealistisch niedrigen) Jitterwert in Pikosekunden aus den Fingern zu saugen ist da schon wesentlich einfacher.

Ein Jitterspektrum gewinnt man normalerweise dadurch daß man einen jitterarmen Referenzoszillator auf dieselbe Frequenz abstimmt wie den zu untersuchenden Takt, und beide in einem Ringmischer phasendemoduliert. Ein FFT-Spektrumanalysator kann dann das resultierende Signal als Spektrum darstellen. Ist in der Praxis nicht ganz so einfach wie es hier klingt.

So weit zur Frage der Meßmethoden und der Vergleichbarkeit. Wer weiter einsteigen will in dieses Thema kann mit einem sehr nützlichen AES-Papier dazu anfangen, leider gegen Gebühr.

Die zweite Frage betraf den Punkt an dem gemessen wird. Wenn der nicht bekannt ist, dann ist der Meßwert ebenfalls unbrauchbar. Selbst wenn er bekannt ist kann er immer noch unbrauchbar sein. Man kann zum Beispiel den Jitter am SPDIF-Eingang eines D/A-Wandlers messen und angeben, aber daraus erfährt man immer noch nichts darüber welchen Effekt das auf das Audiosignal hat. Ein SPDIF-Empfänger und damit auch jeder entsprechend ausgerüstete D/A-Wandler hat eine eigene Jitterunterdrückung bzw. Jitterimmunität, es kann also gut sein daß der Jitter den man am Eingang mißt rein gar keine negativen Effekte hat, schon meßtechnisch nicht und gehörmäßig schon gar nicht.

Wer sich für den Effekt auf das Audiosignal selbst interessiert der darf nicht am SPDIF-Eingang messen, sondern muß sich den Takt ansehen der den D/A-Wandler-Chip im engeren Sinn antreibt. Das ist ein Signal innerhalb des Gerätes, das normalerweise außen nicht zugänglich ist. Maßgeblich ist dabei derjenige Takt, der für das Abtasten des Analogsignals verantwortlich ist. Es hängt vom Funktionsprinzip des Wandlers ab welcher aus mehreren Takten hier der maßgebliche ist. Zudem reagiert nicht jeder Wandler gleich auf Jitter.

De facto macht es also am meisten Sinn wenn man bei einem DAC nicht versucht, den tatsächlichen Jitter zu messen, sondern seine Jitterempfindlichkeit. Das heißt man gibt an seinen Eingang ein Signal mit einer bekannten Menge Jitter, und untersucht das analoge Ausgangssignal auf darauf zurückzuführende Artefakte. Am besten sieht man die Artefakte wenn der Jitter ein Sinussignal im oberen Frequenzbereich des hörbaren Spektrums ist. Besonders aufschlußreich ist hier wieder ein Diagramm, in dem man den Effekt abhängig von der Jitterfrequenz aufträgt. Wen überrascht es daß solche Diagramme wiederum sehr selten zu finden sind?

Die dritte Frage ist die nach der Hörbarkeit, und hier findet man die wildesten Spekulationen und die absurdesten Überzeugungen. Dieser Frage kann man sich auf unterschiedliche Art und Weise nähern. Es gibt aber auch einige Arten mit denen man sich der Frage nicht nähern kann, denen man aber (vielleicht gerade deswegen) immer wieder begegnet. So wird beispielsweise ausgerechnet welche Menge von Jitter bei einem Sinussignal mit maximaler Frequenz und Amplitude (also z.B. 22 kHz und 0 dBFS) zu einem Fehler von einem Bit bei gegebener Wortlänge (z.B. 16 bit) führt. An diesem Punkt würde der Fehler durch Jitter größer als der Fehler durch den normalen Quantisierungsvorgang. Anders gesagt wird ab diesem Punkt der Wandler durch Jitter meßbar schlechter als ohne Jitter.

Was man durch diese Abschätzung gewinnen kann ist eine theoretische Grenze, aber kein praktischer Richtwert. Mit der Hörbarkeit hat es rein gar nichts zu tun. Zu glauben in dem Moment an dem es meßbar wird müsse es auch hörbar sein ist kompletter Unsinn. Nichtsdestotrotz sind solche Abschätzungen anscheinend attraktiv, weil man mit ihnen auf geforderte Jitterwerte im unteren Pikosekunden-Bereich oder sogar Femtosekunden-Bereich kommen kann. Genau das woraus feuchte Audiophilen-Träume entstehen.

Sinnvoll ist es dagegen wenn man Hörtests macht bei denen man künstlich verjitterte Signale verwendet, und so feststellt welche Mengen an Jitter man braucht, bis es hörbar wird, und auch feststellt welche Signale besonders empfindlich sind, also welche Testsignale man sich anhören muß um möglichst kleine Jittermengen noch heraushören zu können. Solche Tests hat es im seriösen Bereich schon einige gegeben, und wir werden unten noch davon zu reden haben.

Ebenso sinnvoll ist es wenn man psychoakustische Kenntnisse über Hörschwellen, Maskierungseffekte und dergleichen heranzieht um abzuschätzen welche Modulationsprodukte am ehesten hörbar werden könnte. Das hilft beim Finden der besten Testsignale, und beim Abschätzen wo die Ergebnisse wahrscheinlich in etwa zu erwarten sind. Schon allein als Plausibilitätskontrolle sind solche Betrachtungen wertvoll.

Schließlich sollte man sich vergegenwärtigen daß Jitter nichts ist was erst durch die Digitaltechnik entstanden ist. Das Äquivalent von Jitter im Analogen sind Gleichlaufschwankungen von analogen Aufzeichnungsmedien. Solche Effekte gibt es bekanntlich sowohl bei Schallplatte wie auch beim Tonband, und man darf erwarten daß sich Erkenntnisse über die Hörbarkeit solcher altbekannten Effekte auch mindestens teilweise auf den digitalen Fall übertragen lassen. Mit anderen Worten: Es ist nicht recht einzusehen warum eine Phasenmodulation durch Tonband-Vibrationen weniger hörbar sein soll als eine um ein Vielfaches geringere Phasenmodulation durch Taktjitter. Wenigstens die Proportionen sollten sich hier übertragen lassen.

Untersuchungen über den Effekt von Jitter bei digitalen Audiosignalen sind daher nichts Neues. So hat z.B. eine Untersuchung darüber schon 1974 in den BBC-Labors stattgefunden, also 8 Jahre vor der CD. Umfangreicher noch ist die Arbeit von Benjamin/Gannon aus dem Jahr 1998, die sich dem Thema aus verschiedenen Richtungen nähert, sowohl theoretisch als auch praktisch. Erwähnenswert sind schließlich auch noch Ashihara et.al. mit einem Artikel aus 2005.

Diese Untersuchungen sprechen eine völlig andere Sprache als es die "Erfahrungen" aus der Audiophilen-Szene vermuten lassen würden. Die dort festgestellten tatsächlichen Hörschwellen liegen derart weit von den Zahlen entfernt, die in Audiophilen-Kreisen wie selbstverständlich kursieren, daß man das nicht mit Meßunsicherheiten oder ähnlichen Fehlern erklären kann. Hier prallen zwei Welten aufeinander. Die Welt seriöser Untersuchungen und die Welt audiophiler Einbildung und Eitelkeit.

Die verschiedenen oben genannten Untersuchungen kommen zwar nicht zu übereinstimmenden Ergebnissen, die Unterschiede lassen sich aber leicht als Konsequenz unterschiedlicher Versuchsgestaltung erklären und schmälern die Aussagekraft nicht. Das soll nicht heißen daß es nicht noch offene Fragen gäbe, die weitere Forschung nötig machen. Das was bisher schon untersucht ist, läßt aber Schlüsse zu die die audiophilen Vorstellungen und Größenordnungen ziemlich klar ins Reich der Phantasie verweisen.

Wenn etwas überrascht an den Studien, dann ist es wie wenig empfindlich das Gehör auf Jitter zu sein scheint. Die Autoren sind eher überrascht daß die Hörschwellen so hoch ausgefallen sind, und hätten offenbar mit einer größeren Empfindlichkeit gerechnet. Ansonsten sind die Ergebnisse im großen und ganzen im Rahmen dessen was man aus der psychoakustischen Erkenntnislage und aus entsprechenden Überlegungen hätte vermuten können. Zum Einen wird schon aus physikalischen Gründen mit sinkender Signalfrequenz der Jittereinfluß geringer (wegen der geringeren Flankensteilheit der Signale), zum Anderen kommt bei sinkender Jitterfrequenz das störende Mischsignal immer mehr in den Einfluß von Maskierungseffekten und wird dadurch unhörbar.

Ebenfalls wenig überraschend ist, daß man speziell ausgesuchte Testsignale braucht um die maximale Empfindlichkeit zu bekommen, und daß Jittereffekte bei normaler Musik fast immer völlig untergehen und selbst dann unhörbar sind wenn sie sehr stark sind. Die Tester haben demzufolge einige Zeit dafür verwenden müssen um Musikbeispiele zu finden bei denen sich etwas feststellen läßt. Zudem hat sich wieder einmal gezeigt daß die Tester ein gewisses Training brauchen um maximal empfindliche Ergebnisse zu erzielen, auch wenn es sich bereits um erfahrene Hörer handelt.

Es wird auch nicht überraschen daß aus einzelnen Tönen (Sinus) bestehende Jittersignale viel kritischer sind als Rauschen. Rauschförmige Jittersignale sind von Ashihara et.al. untersucht worden, und mit ihnen darf der Jitter zehn mal größer sein als bei Benjamin/Gannon im Fall von sinusförmigen Signalen. Das ist einleuchtend, denn durch rauschförmigen Jitter verringert sich bloß der Rauschabstand, während bei sinusförmigem Jitter unharmonische Mischprodukte auftreten, die bei genügender Stärke eine klangliche Verfärbung bewirken können.

Diese Stärke beträgt aber selbst bei den kritischsten Fällen immer noch 10 ns RMS und mehr, außer in gewissen Ausnahmefällen wo Jitter und Nutzsignal sinusförmig sind und so beschaffen daß die Artefakte aus der Maskierung herausfallen, wo manche Tester auch noch um die 4 ns Jitter detektieren konnten. Für normales Musikmaterial kommt man im besten Fall bis zu etwa 30 ns herunter, falls man überhaupt etwas hören kann. Für die Details der Versuchsmethoden und der Ergebnisse verweise ich auf die Originaltexte.

Ich will mit dieser Diskussion nicht miserable Jitterwerte bei Geräten rechtfertigen. Ein Entwickler sollte unabhängig von solchen Untersuchungen bestrebt sein, einen Takt zu verwenden der im Rahmen der Möglichkeiten und dem Stand der Technik entsprechend sauber ist. Selbst Jitter in unhörbaren Größenordnungen kann ein Hinweis auf ein Designproblem sein das mit geringem Aufwand behoben werden kann wenn man es einmal entdeckt hat. Für den Endanwender von Geräten bedeutet es aber daß es einen Bereich von Jitterwerten gibt der weit genug von aller Hörbarkeit entfernt ist daß man sich darüber keine Gedanken zu machen braucht. Hörbar tut sich bei weiterer Verbesserung dort nichts mehr, egal was Andere auch behaupten mögen.

Für mich selbst setze ich als Faustregel die Schwelle mit etwas Sicherheitsabstand bei 1 ns RMS an, gemessen mit einem Bandpaß der mindestens bis etwa 700 Hz herunter geht, besser 100Hz. Zum Glück fallen die meisten Geräte schon von sich aus gut genug aus, auch die von denen man es vielleicht nicht erwarten würde, z.B. viele interne Notebook-Soundkarten oder billige CD-Spieler. Jitterprobleme dürften damit die absolute Ausnahme sein und nicht die Regel. Und damit entfällt auch der Nutzen eines Clock-Tuning, zumal man bei den entsprechenden Tuning-Angeboten so gut wie sicher sein kann daß die dort genannten Zahlen frei erfunden und nicht seriös nachgemessen sind.

Wahrheit, ganze Wahrheit, nichts als Wahrheit

Es ist kein Zufall daß man beim Schwören vor Gericht in Großbritannien nicht bloß versprechen muß, die Wahrheit zu sagen, sondern auch die ganze Wahrheit, und nichts als die Wahrheit. Mit anderen Worten, man muß nicht bloß etwas Wahres sagen, sondern alles was man sagt muß wahr sein, und man darf auch nichts Wichtiges weglassen. The truth, the whole truth, and nothing but the truth.

Dem entspricht die Binsenweisheit daß man auch durch gezieltes Weglassen von Teilen der Wahrheit einen völlig falschen Eindruck erwecken kann. Man kann also Leute in die Irre führen ohne daß man im strengeren Sinne lügen würde. Und wenn man zwischen wahren Aussagen die eine oder andere Lüge einstreut, dann wird sie eher für wahr gehalten. So kann es passieren daß man aus einer Darstellung die völlig falschen Eindrücke und Schlußfolgerungen mitnimmt, obwohl dort nur sehr wenig Unwahres gesagt wurde.

Daran mußte ich Anfang des Monats denken als ich (dieses Jahr zum ersten Mal) die Münchner High-End besucht habe und in einem Vortrag von HMS-Chef Strassner saß. Was er da über eine ganze Stunde dargestellt hat stimmt in weiten Teilen, und doch kommt der unbedarfte Zuhörer fast zwangsläufig zu völlig falschen Schlüssen über die tatsächlichen Verhältnisse. Der Vortrag ist als Tonaufzeichnung mittlerweile online, aber man hätte sich gewünscht daß man dazu auch seine Flipchart-Zeichnungen sehen kann, das hätte das Verständnis wesentlich erleichtert.

Nun ist klar daß Strassner die Interessen seiner Firma vertritt, und die verdient ihr Geld mit dem Verkauf von überteuertem und unnötigem Zubehör, wie Netzkabel, Steckdosenleisten und dergleichen. Daß er die Sache zu seinen Gunsten darstellen würde war also zu erwarten. Die Gratwanderung bei einem solchen Vortrag liegt darin, die Werbung in eine Form zu verpacken, die so aussieht als hätte man es hier mit sachlich einwandfrei begründeten Tatsachen und Zusammenhängen zu tun. Als gehe es nicht darum, einem Kunden mit unlauteren Mitteln die Kröten aus der Tasche zu ziehen, sondern darum, ihm technische Zusammenhänge zu vermitteln, die ihn in die Lage versetzen sollen, sich ein eigenes Urteil zu bilden.

Strassner beherrscht das perfekt. Man merkt daß er das schon eine ganze Weile praktiziert. Seine Art mit der Wahrheit zu lügen fand ich interessant genug für einen Artikel hier im Blog. Strassner's Webseite gibt leider nichts dazu her. Nachdem Strassner im Anschluß an den Vortrag ein Papier ausgeteilt hat in dem das Thema recht ausführlich dargestellt wird, sehe ich nicht so recht warum er das nicht einfach auf der Webseite verfügbar macht. Der Link zum Papier geht zu einer ganz anderen Webseite, keine Ahnung wie die dazu gekommen sind. Ich habe irgendwie den Eindruck als stünde Strassner mit dem Internet auf Kriegsfuß. Nun ja, mein Artikel hier wird ihn davon sicher nicht abbringen...

Das Papier ist zehn Seiten lang und der Vortrag dauerte eine Stunde. Ich kann und will hier nicht auf jede Einzelheit daraus eingehen. Es geht mir mehr darum, die Methode darzustellen mit der er seine Zuhörer bzw. Leser um den Finger wickelt. Ich werde also seinen Aussagen das hinzufügen was er - ganz bestimmt absichtlich, schließlich ist er Physiker - wegläßt, zu seinem Nutzen und zum Schaden derer die darauf hereinfallen.

Er greift zu Beginn die durchaus vernünftige Frage auf, die einem angesichts überteuerter Spezial-Netzkabel für Hifi-Geräte eigentlich unmittelbar auf der Zunge liegen müßte: "Wie kann es sein, dass das letzte 1,5m Netzkabelstück den Klang meiner Anlage verbessern soll, wenn doch x-lange Meter einer Standard-1,5qmm Netzleitung in der Wand vorgeschaltet bleiben?" Seine Erklärung fußt darauf, daß die Leitung in der Wand ja für alle Hifi-Komponenten gemeinsam ist, daß es aber auf die Differenzspannung zwischen den Geräten ankomme, und für diese Differenz spielt nur eine Rolle was nach der Steckerleiste kommt, an der sich die Leitungen für die Komponenten aufteilen.

Einiges von dem was er dazu darstellt stimmt tatsächlich:

• Wenn es wirklich Differenzspannungen zwischen den Geräten geben sollte, dann hätten die wegen der unsymmetrischen Cinch-Verbindungen auch eine Auswirkung auf das Audiosignal, das zwischen den Geräten übertragen wird.
• Spannungsschwankungen als solche sind normal und harmlos, sie werden von den Geräten ausgeregelt.
• Netzstörungen, besondern die niederfrequenten, dazu gehören auch Verzerrungen des Netzsinus, sind ebenfalls meist harmlos.

Der springende Punkt ist aber woher die Differenzspannung kommen soll und inwiefern das etwas mit der Stromaufnahme der Geräte zu tun hat. Mit seiner Abbildung 2 im Papier bietet er eine einfachst-mögliche Konstellation aus bloß zwei Geräten, und da geht die Irreführung schon los. Die Netzkabel bestehen je nachdem ob es schutzisolierte Geräte sind oder nicht aus zwei oder drei getrennten Adern. Deren Rolle muß man bei einer solchen Diskussion getrennt betrachten, man kann nicht so tun als handle es sich um eine einzige Leitung.

Wenn die von Strassner betrachtete Differenzspannung ∆U auf die Cinch-Verbindung wirken sollte, dann handelt es sich um eine Differenzspannung zwischen den Signalmassen beider Geräte. In keinem Fall ist diese Masse mit denjenigen Leitungen im Netzkabel verbunden, durch die der Betriebsstrom fließt (also dem Außenleiter oder dem Neutralleiter). Nur im Falle einer über Schutzleiter geerdeten Komponente besteht eine Verbindung über den Schutzleiter, aber durch den fließt kein Betriebsstrom (andernfalls liegt ein Fehler vor).

So wie Strassner die Zeichnung gestaltet suggeriert sie daß die Stromaufnahme des Gerätes wie selbstverständlich eine solche Differenzspannung hervorrufen muß, deren Höhe mit der Impedanz der Netzleitung zusammenhängt. Und genau diesen Eindruck will er auch erzeugen. Würde die Zeichnung mit den einzelnen Leitungen aus dem Netzkabel gezeichnet, dann würde sichtbar daß es diesen Zusammenhang in dieser Form nicht gibt, denn es handelt sich nicht um denselben Stromkreis.

Strassner lügt, nicht indem er offen die Unwahrheit sagt, sondern indem er einen entscheidenden Aspekt der Wahrheit verschleiert. Einen Aspekt, der ihm wohlbekannt sein muß, schließlich stellt er im weiteren Verlauf der Darstellung die Situation innerhalb der Geräte wiederum weitgehend korrekt dar. Im Grunde müßte man nur 1 und 1 zusammen zählen und die unverbunden nebeneinander stehenden Fakten passend zusammen führen, und man würde sehen daß da etwas nicht stimmen kann.

In Abbildung 3 ist nämlich die Situation eines Netzteils in einem Hifi-Gerät dargestellt. Das könnte man mit Abbildung 2 kombinieren, und bei jedem der Geräte in Abbildung 2 diese Innereien mitsamt der im Detail dargestellten Netzleitung zeigen. Im Ergebnis würde man deutlich sehen können daß der Stromkreis über den die Geräte mit Strom versorgt werden, und der Stromkreis in dem ggf. die fragliche Differenzspannung entsteht, nicht die gleichen sind.

Die Kopplung zwischen diesen Stromkreisen führt - wenn überhaupt - über parasitäre Schaltungselemente, wie z.B. die Windungskapazitäten im Netztrafo. Wenn man deren Einfluß betrachtet kommt man zum Schluß daß die Einflüsse der Leitungswiderstände im Netzkabel geradezu absurd gering sind. Die ganze Sache ist ein "roter Hering". Das eigentliche Problem hat wieder (mein altes Thema) mit der Masse zu tun, und nicht mit dem Netzkabel. Wenn das Netzkabel daran überhaupt beteiligt ist, dann über den Schutzleiter, und dazu muß das beteiligte Gerät geerdet sein, was direkte Brummschleifen-Gefahr birgt. Die Leitungswiderstände der Netzleitung sind in so einem Fall nebensächlich.

Es ist auch kein Problem, das auszuprobieren. Wenn etwas einen subtilen Effekt haben soll, dann müßte man den Effekt deutlicher machen können wenn man die Ursache verstärkt. Wer also meint, der Widerstand seiner Netzleitung hätte einen negativen Einfluß, der kann den Widerstand künstlich erhöhen und müßte dadurch das Problem verstärken. Ein Widerstand von einem Ohm ist weitaus größer als der Widerstand von jedem realen Netzkabel, und wer genug von der Sache versteht um sich der Gefahren bei einem solchen Versuch bewußt zu sein (gefährliche Netzspannung!), der kann so einen Widerstand leicht in den Stromkreis einschleifen und den Effekt beobachten. Die Chancen stehen sehr gut daß sich dadurch gar nichts verändert, und dann sollte klar sein daß sich durch ein paar Milliohm Unterschied zwischen verschiedenen Netzkabeln erst recht nichts tun wird.

Strassner berichtet von nichts dergleichen, und er untermauert seine Darstellung auch nicht mit konkreten Meßwerten aus einem praktischen Beispiel. Er hätte ja durchaus sein Beispiel mit den lediglich zwei Geräten ja einmal hinstellen können und die Differenzspannung messen können. Wenn das für den Vortrag zu kompliziert ist, dann kann man es als Video vorführen, und zwar so daß klar wird was er da eigentlich mißt. Es bleibt aber bei der suggestiven Darstellung.

Wo er tatsächlich Meßwerte anführt, bleibt es bei einem Vergleich von Widerständen und Induktivitäten, aber ohne Bezug zu den daraus resultierenden angeblichen Differenzspannungen und erst recht ohne Bezug zum angeblichen Einfluß auf das Audiosignal. Diese Schlüsse werden dem Leser überlassen, nachdem man ihn dazu gebracht hat das alles für wichtig zu halten. Unter den Zuhörern beim Vortrag in München habe ich Leute beobachtet, deren süffisantes Nicken auf mich so gewirkt hat als wollten sie sagen: Da könnten sich die ewigen Abstreiter mal eine Scheibe abschneiden! Alles Physik, und keineswegs Voodoo!

Die ganze Wahrheit ist das nicht, was Strassner da verbreitet. Es ist genau der Teil der Wahrheit aus dem er ein Kaufargument für seine Produkte machen kann. Alles andere, auch das absolut Essentielle, wird unterschlagen. Es ist durchaus alles Physik, aber man muß schon auch alle wichtigen Aspekte berücksichtigen, und nicht bloß die, die einem in den Kram passen.

FAQ Symmetrie

Über die symmetrische Signalübertragung und die symmetrische Signalverarbeitung kursieren (besonders unter Audiophilen) eine Menge falsche Ansichten, die sich für viele Leute ganz vernünftig anhören, aber nichtsdestoweniger von den wirklichen Verhältnissen weit entfernt sind. Dabei kann's genauso gut vorkommen daß jemand aus den falschen Gründen für Symmetrie plädiert wie dagegen. Ich bilde mir zwar nicht ein daß ich mit einem Beitrag wie diesem hier die Irrtümer aus der Welt schaffen kann, schließlich kenne ich die Fähigkeiten der Audiophilen, was das Ignorieren der Realität angeht, aber es gibt hoffentlich immer noch genügend unverbohrte Leser die man mit Argumenten erreichen und vielleicht überzeugen kann.

Deshalb will ich die wichtigsten und am weitesten verbreiteten Fehler hier mal als FAQ (= Fix Abgehandelter Quatsch) zusammenfassen. Ich dachte auch kurz daran, das im Sinn von "Fix Abgekanzelte Quacksalber" zu interpretieren, aber dann wird mir bestimmt wieder vorgeworfen ich würde persönlich. Ich versuch's also lieber inhaltlich. Soll aber nicht heißen daß es keine Quacksalber zum Abkanzeln gäbe. Im Gegenteil.

1. Symmetrische Übertragung ist wenn man auf einem Draht das Signal, und auf dem anderen Draht das invertierte Signal überträgt. Die Signale müssen also gleich groß aber zueinander entgegengesetzt sein.

Falsch. Bei der Übertragung wird ja ein Spannungssignal übertragen, und da ist die Frage welchen Bezugspunkt man für diese Spannung wählt. Die Masse des Senders? Die des Empfängers? Der Mittelwert der beiden Drähte?

Im letzten Fall ist das Ganze natürlich per Definition symmetrisch, aber das ist wohl kaum gemeint. Der Empfänger bildet aber die Differenz zwischen den beiden Signaldrähten, da kommt die Masse gar nicht vor. Also gleich groß bezogen auf was?

In Wirklichkeit hängt die Symmetrie nicht an den Spannungen, sondern an den Impedanzen. Eine Verbindung ist auch dann symmetrisch wenn das Signal (bezogen auf Masse) ausschließlich auf einem Draht vorhanden ist, und der andere Draht bloß am Sender impedanzrichtig an Masse angeschlossen ist. Der ganze störunterdrückende Effekt ist so genau der Gleiche wie wenn auf beiden Drähten symmetrische Spannungen anliegen würden.

Das kann man sich auch so klar machen: Die Störunempfindlichkeit braucht man ja auch dann wenn man gar kein Signal überträgt, also bei Stille. Da ist es sogar besonders wichtig weil jede Störung mehr auffallen würde und von keinem Nutzsignal überdeckt würde. Wenn kein Signal anliegt, dann kann man aber nicht unterscheiden zwischen "einseitiger" Signalübertragung, und "beidseitiger" Signalübertragung. Es liegt ja keine Spannung an. Die Impedanzen sind aber immer noch da. Und die sind hier das Wesentliche.

Das heißt auch daß eine symmetrische Übertragung an einem Sender sehr billig bewerkstelligt werden kann, man muß bloß den zweiten Draht über einen passenden Widerstand an Masse anschließen. Man braucht nicht mehr Aktivelektronik als bei der unsymmetrischen Technik. Beim Empfänger braucht man einen Differenzverstärker, aber auch das muß nicht immer zu mehr Aktivelektronik führen, denn in vielen Fällen kann man eine bestehende Eingangsstufe auch so umgestalten daß sie Differenzverstärker wird. Nicht daß es eine Rolle spielen würde, aber viele Leute haben ja (unberechtigterweise) Angst vor klangverschlechternden Effekten zusätzlicher Verstärkerstufen.

Die symmetrische Variante wo das ganze Signal nur auf einem Draht anliegt, wird impedanzsymmetrische Übertragung genannt. Sie ist wie gesagt was Störsicherheit angeht um keinen Deut schlechter. Lediglich was die andere Richtung angeht, die Aussendung von Störungen an benachbarte Leitungen (Übersprechen), ist sie etwas ungünstiger. Das spielt aber eigentlich bloß in solchen Fällen eine Rolle wo mehrere Leitungen auf engem Raum und über längere Strecken nebeneinander verlegt sind. Einige zig Meter Kabelkanal zum Beispiel, oder ein Multicore-Kabel in der Veranstaltungstechnik.

Gerade bei Hifi kommt es aber noch immer vor daß die angeblich symmetrischen Verbindungen alles andere als symmetrische Impedanzen haben. Wer mißt das schon nach?

2. Eine unsymmetrische Übertragung kann man durch Verdrillen zweier gleicher Drähte symmetrisch machen.

Diese "pseudosymmetrische" Technik findet man öfter bei Cinch-Verbindungskabeln. Manche davon sind noch nicht einmal verdrillt, sondern flache Stegleitungen. So etwas ist aber nicht einmal pseudosymmetrisch, es ist genauso unsymmetrisch wie zuvor. Relevant sind ja die Impedanzen, daran ändert eine optisch symmetrisch aussehende Kabelgeometrie überhaupt nichts. Entsprechend kann man davon auch keine störunterdrückende Wirkung erwarten.

Solche pseudosymmetrische Verbindungen sind Augenwischerei.

3. Symmetrische Übertragung bringt nichts wenn nicht auch die Geräte selbst innen vollsymmetrisch aufgebaut sind.

Das ist nicht bloß falsch sondern sogar gefährlich falsch. Es läßt einen glauben daß die getrennt am Stecker ankommenden positiven und negativen Signale auch im Gerät getrennt weiterverarbeitet werden müßten. Daß man also in diesem Fall besser auf die Differenzbildung am Eingang verzichtet.

Das ist deswegen völlig kontraproduktiv, weil die Störunterdrückung an der möglichst genauen Differenzbildung hängt. Je ungenauer die ist, desto mehr Störung bleibt übrig. Genaue Differenzbildung läßt sich durch entsprechenden Abgleich noch recht einfach hinkriegen wenn man es nur mit einer Verstärkerstufe zu tun hat, nämlich dem Differenzverstärker am Eingang. Verarbeitet man dagegen die Zweige durch das ganze Gerät hindurch getrennt, dann müßte man die komplette Schaltung auf präzise Übereinstimmung beider Seiten abgleichen. Das ist in vielen Fällen so gut wie aussichtslos, besonders über wechselnde Temperaturen und die Alterung der Geräte hinweg. Viel zu viele Bauelemente müßten dazu exakt aufeinander abgeglichen werden.

In der Praxis ist die sofortige Differenzbildung am Eingang die mit weitem Abstand beste Lösung, weil man so die Störung am gründlichsten herauskompensiert bekommt. Ob es danach im weiteren Verlauf im Gerät symmetrisch oder unsymmetrisch weiter geht spielt dann in diesem Zusammenhang keine Rolle mehr. Das maßgebliche Kriterium ist dabei die Gleichtaktunterdrückung am Eingang.

4. Der Vorteil der symmetrischen Übertragung beruht darauf daß eine Störung gleich auf beide Drähte wirkt.

Fast richtig. Es ist ein Vorteil, aber nicht der Einzige, und im Fall von Hifi mit relativ kurzen Kabeln noch nicht einmal der Wichtigste.

Bei der Übertragung von Audio über Kabel gibt's im Grunde 4 verschiedene Mechanismen, über die ein Störsignal ins Audiosignal einkoppeln kann. Welcher Mechanismus im konkreten Fall der dominierende ist, das hängt von der Situation ab.

• Das Kabel wirkt als Antenne für elektromagnetische Wellen (Radiosignale)
• Die Störung koppelt über ein elektrisches Feld ein (kapazitive Kopplung)
• Die Störung koppelt über ein Magnetfeld ein (induktive Kopplung)
• Die Störung koppelt über eine gemeinsame Impedanz zwischen zwei Stromkreisen ein.

Gegen diese verschiedenen Mechanismen wirken verschiedene Maßnahmen, und im Hifi-Umfeld sind die auch verschieden wichtig. In der wahrscheinlich großen Mehrheit der Fälle bei Hifi ist der letzte der vier Mechanismen der dominierende, und der hat wenig mit der Symmetrie zu tun, dafür aber sehr viel mit der Massefreiheit, die letztlich bloß ein Nebeneffekt der symmetrischen Übertragung ist. Die Massefreiheit bewirkt nicht etwa eine Vermeidung von Brummschleifen, wie man oft hört, sondern eine Trennung des Strompfades einer Brummschleife von den Signalstromkreisen. Der Brummstrom läuft in der Schleife also noch immer um, aber die Kopplung ins Audiosignal wird unterbunden.

Gegen den ersten Mechanismus hilft eine gute Schirmung, und insbesondere die direkte Verbindung des Schirms mit dem Gerätegehäuse ohne Umwege. Das gilt gleichermaßen für symmetrische und für unsymmetrische Verbindungen. Beispiel ist hier das Handy neben dem Kabel.

Auch gegen kapazitive Kopplung ist die Schirmung das wichtigste Mittel. Das Prinzip ist hier der Faraday'sche Käfig.

Die Verdrillung der Drähte und die Impedanzsymmetrie ist die Hauptmaßnahme gegen die induktive Kopplung. Gegen niederfrequente Magnetfelder, wie sie von der elektrischen Verkabelung im Haus, von Trafos, oder von Hochspannungsleitungen kommen, hilft eine Schirmung nicht gut. Das ist der Grund warum man die Drähte verdrillt, und warum die Impedanzsymmetrie hilft.

Bloß: Bei Hifi ist magnetische Kopplung eher weniger das Problem. Und wenn es ein Problem ist, dann entsteht es meist schon innerhalb eines Gerätes, und externe Kabel haben damit nichts zu tun. Das Gerät, speziell der Netztrafo darin, ist die Störquelle, und sie wirkt innerhalb des Geräts auf die benachbarte Schaltung.

Für Hifi mit den kurzen Kabeln wäre es also in den meisten Fällen schon genug wenn die Verbindungen massefrei wären. Symmetrie im engeren Sinn ist gar nicht so wichtig. Cinch-Verbindungen sind aber nur selten massefrei, und das ist ihr Hauptnachteil. Nur finde ich daß wenn man der traditionellen Cinch-Verbindung den Tritt gibt, den diese überkommene Technik verdient hat, dann sollte man es gleich richtig tun. Also nicht nur massefrei, sondern auch korrekt symmetrisch. Dann hat man sämtliche Störmechanismen im Griff, auch das Handy. Daß das dann im Zweifel auch über 100 Meter Distanz funktioniert, gibt auch dann noch ein gutes Gefühl wenn man es nicht wirklich braucht.

5. Bei der symmetrischen Verbindung schließt man den Schirm an die Masse an.

Jein. Nicht alle Massen sind gleich. Man trifft immer noch zu oft den Fehler an, daß der Masseanschluß einer symmetrischen Verbindung mit der Signalmasse des Gerätes verbunden wird. Richtig wäre, die Gehäusemasse zu verwenden. Also den Massekontakt im Stecker direkt mit dem Gehäuse verbinden. Die Signalmasse hat am Stecker eigentlich nichts zu suchen, denn wegen der Differenzbildung wird sie als Referenz gar nicht gebraucht.

Das Problem dabei ist daß eine Verbindung mit der Signalmasse oft die im Schirm laufenden Störungen über die Signalmasse ins Innere eines Gerätes und in die Elektronik geleitet werden. Dort finden sie dann irgendwie ins Audiosignal. Außerdem kommen so die aus dem Antenneneffekt resultierenden Störungen ins Gerät. Zwei von vier Störmechanismen werden auf diese Weise immer noch zugelassen, darunter auch der wichtigste.

Es kommt also darauf an, mit welcher Masse der Schirm verbunden wird, oder anders gesagt auf welchem Weg diese Verbindung geschieht. Nur wenn das alles korrekt gemacht ist besteht Immunität gegenüber allen vier beschriebenen Mechanismen.

In Härtefällen ist es sogar sinnvoll, die Masseverbindung über einen Kondensator zu machen, um Gleichstrom und niederfrequente Wechselströme in Schach zu halten. Für Hifi sehr selten ein Problem, können solche Ströme bei größeren Distanzen ein Problem werden. Es gibt Fälle wo bei einer Kabelverbindung zwischen getrennten Gebäuden so große Ströme im Schirm fließen daß das Kabel merklich warm wird. In solchen Fällen braucht's aber einen Fachmann der die beste Lösung ermitteln kann.

6. Symmetrische Verbindungen haben bessere Rauschabstände

Das kann man nicht so allgemein sagen. Wenn man eine vollsymmetrische Verbindung mit einer asymmetrischen Verbindung vergleicht, wenn alle anderen Bedingungen (wie z.B. Pegel) gleich sind, dann ist auch der Rauschabstand gleich. Man kann allerdings bei gleicher Betriebsspannung mit vollsymmetrischen Verbindungen den doppelten Pegel erreichen.

Eine vollsymmetrische Verbindung braucht aber zwei Verstärker, einen für das normale Signal und eines für das invertierte. Doppelter Aufwand. Alternativ könnte man auch eine asymmetrische oder impedanzsymmetrische Verbindung mit der doppelten Betriebsspannung betreiben. Dann braucht man nur einen Verstärker, aber der muß die doppelte Betriebsspannung aushalten. Kann sein daß das günstiger ist, oder auch nicht, je nach Situation. Ein eindeutiger Vorteil für die eine oder andere Lösung ergibt sich nicht.

Für den Laien heißt das, daß man ohne genauere Kenntnis der Details nicht beurteilen kann, welche Konstellation die besten Rauschabstände bietet. Für Hifi-Situationen sind die erreichbaren Rauschabstände bei beiden Varianten locker ausreichend, um im Zweifel andere Probleme dominant erscheinen zu lassen. Die Diskussion um die Rauschabstände ist hier also verfehlt.

Schluß

Symmetrische Übertragung ist überlegen, aber nur wenn sie auch korrekt und konsequent implementiert ist. Das ist eine ziemlich alte Weisheit, aber nicht jeder hat ein Interesse daß sie allgemein bekannt wird. Symmetrische Übertragung hat auch im Hifi-Bereich Sinn, aber aus anderen Gründen als viele zu glauben scheinen.

Wie gewinnt man öffentliche Debatten?

Zyniker wissen schon lange daß in öffentlichen Debatten nicht derjenige mit den besten Argumenten gewinnt, oder der mit dem anständigsten Diskussionsverhalten. Die Frage ist daher nicht ganz unbedeutend, wie man es am besten anstellt um sich in solchen Debatten durchzusetzen. Zu dieser Frage ist jetzt ganz frisch ein Papier über eine Forschungsarbeit in Frankreich erschienen, wo man sich dieser Frage mittels modellgetriebener Simulationen genähert hat. Drei Fälle öffentlicher Debatten aus der jüngeren Zeit wurden darin exemplarisch untersucht:

1. Die Debatte zwischen Verfechtern von Evolution und Kreationismus
2. Die Debatte um die Ursachen der globalen Erwärmung
3. Die Debatte um die Schweinegrippe

Ein audiophiles Thema war nicht dabei, das wäre im Vergleich auch zu nebensächlich gewesen, aber ich sehe da durchaus einige interessante Parallelen, so daß sich ein Blick darauf auch hier im Blog lohnt.

Bei Simulationen gilt natürlich immer die Einschränkung daß die Simulation bloß so gut sein kann wie die Modelle auf denen sie basiert. Von daher versucht man auch die Ergebnisse der Simulation mit der tatsächlichen Situation zu vergleichen, und daraus seine Schlüsse über die Qualität der Modelle zu ziehen. Man sollte daher die Studie mit einem Körnchen Salz konsumieren, was sie aber in meinen Augen nicht weniger interessant macht.

Wenn man das Ergebnis in einem Satz zusammendampfen müßte, dann würde er wohl ungefähr so lauten:

"Wer sich eine vorsichtige, ausgewogene Haltung zulegt, die auf klaren wissenschaftlichen Fakten basiert ohne daß diese eine eindeutige Schlußfolgerung zulassen würden, der hat sich für die Verliererstraße entschieden."

Andersrum gesagt: Wer gewinnen will darf sich nicht mit kleinlichen Abers, Wenns und Vielleichts aufhalten. Auch wenn man dabei die verfügbaren wissenschaftlichen Daten überstrapaziert, ist es besser wenn man knapp und eindeutig Stellung bezieht.

Das kann man zynisch finden, aber es entspricht meiner Erfahrung in der audiophilen Debatte. Ich hab's ausprobiert. Eine ausgewogene Argumentation, bei der man versucht alle Aspekte zu berücksichtigen und vernünftig zu gewichten, bringt nichts. Kaum einer macht sich die Mühe der Argumentation zu folgen, die Mehrheit der Zuschauer scheint im Gegenteil bei dieser Art der Argumentation den Eindruck mitzunehmen, es würde Grund zum Zweifel geben, man sei sich also nicht ganz sicher. Und wenn man einen halbwegs diskussionserprobten Kontrahenden in der Diskussion hat, dann treibt er einen durch alle Kleinigkeiten und walzt diese so breit wie möglich aus, so daß der Überblick darüber welchen Stellenwert diese im Gesamtzusammenhang haben komplett verloren geht.

Ausgewogene Argumentation ist etwas für die kleine Runde, wo die Beteiligten ein ehrliches Interesse daran haben, gemeinsam weiter zu kommen. In öffentlichen Debatten kann man das vergessen. Da ist es weitaus besser mit dem breiten Pinsel zu malen. Das wird besser verstanden, und es provoziert mehr Getöse in der Debatte, was wiederum gut ist um Zuschauer anzulocken, und dadurch mehr Verbreitung zu finden.

Beispiel Kabelklang:

Vor 5 Jahren, als ich noch relativ "frisch" im Hifi-Forum war, habe ich noch verstärkt versucht, differenzierte Diskussionen zu führen, und Umstände auszuloten in denen ich selbst für möglich halte, daß Kabel einen Einfluß auf den gehörten Klang haben. Siehe dazu z.B. diesen alten Thread. Aber so eine ausführliche Argumentation schreckt eher ab. So genau wollen's die meisten dann auch nicht wissen. Und wenn's nicht einfach ignoriert wird, dann wird's mißverstanden oder mißbraucht, so ist z.B. unser bekannter Charly über längere Zeit damit hausieren gegangen, ich hätte damit quasi Kabelklang nachgewiesen. Man muß also mit ansehen wie man vor den Karren genau derjenigen Sache gespannt wird, die man eigentlich damit bekämpfen wollte.

Also ist Kabelklang eben Unfug. Das ist eine klare, knappe und leicht verständliche Position, die nicht den Nachteil hat daß irgendein Schimmer von Unsicherheit und Relativierung darin aufscheint. Wenn sich dann wirklich jemand findet, der sich für die Details interessiert, dann kann er gerne auch das Für und Wider besprochen haben, aber für die breite Masse ist das nichts.

Man braucht bei dieser Taktik auch nicht das geringste schlechte Gewissen zu haben. Kabelklang ist Unfug, jedenfalls in der Form in der er typischerweise diskutiert wird. Was da an Argumenten von Herstellern, Händlern und Audiophilen kommt ist zu 90% völliger Mist, und mit dem Rest kann man sich beschäftigen wenn man in einer Runde gelandet ist, die willens und fähig ist das auch differenziert zu sehen. Also muß die Aussage Nummer 1 die sein die auch zuerst rüber kommt. Wer nur drei Worte aufnehmen kann oder will, bei dem muß man dafür sorgen daß die ersten drei Worte die richtigen sind. Wer die Differenzierungen voran stellt spannt den Karren vor's Pferd, und wundert sich dann warum er damit nicht voran kommt.

Also: Kabelklang ist Unfug.

Differenziertere Argumente kommen dann, wenn man es mit einem Publikum zu tun hat welches damit auch etwas anfangen kann. Bei den Anderen ist es besser wenn man sie mit den einfachen Wahrheiten aus der Arena prügelt.

Es stimmt: Es ist zynisch, und es ist schade. Eine Diskussion auf hohem Niveau wäre erheblich interessanter. Aber mir zumindest ist letztlich wichtiger was hinten raus kommt. Und da kriegt eben jeder das was er verdient.

Essex Zombie

Manche Dinge dürfen einfach nicht in Frieden ruhen. In der audiophilen Szene dürfen insbesondere "Beweismittel" nicht sterben, die für die audiophilen Lieblings-Glaubenswahrheiten zu sprechen scheinen. Sie mögen einen schnellen Tod verdient haben, weil sie so fehlerhaft sind, aber man läßt sie nicht sterben, und selbst Jahrzehnte nachdem klar sein könnte daß da nichts dran ist, findet sich immer wieder einer der den Zombie aus der Kiste springen läßt und damit die Vernünftigen plagt.

Ein Beispiel für so etwas ist ein Artikel des englischen Audio-Professors Malcolm Omar Hawksford aus dem Jahr 1985, in dem er ausgehend von den Maxwell'schen Gleichungen und der altbekannten Elektrodynamik ein paar Spekulationen über Kabelklang ableitet. Hawksford lehrt an der Universität von Essex in Colchester, er gehört zum Audio Research Laboratory. Er ist ein durchaus respektierter Forscher, aktiv und geehrt in der AES, und daher sicher kein Leichtgewicht. Ich habe ein paar Vorträge von ihm gehört, das ist allerdings einige Jahre her.

Der erwähnte Artikel ist allerdings etwas "speziell". Er ist damals nicht etwa in einer wissenschaftlichen Zeitschrift erschienen, sondern einer englischen Hifi-Zeitschrift, nämlich "Hi-Fi News and Record Review", abgekürzt HFN/RR, die damals noch von John Atkinson geleitet wurde. Atkinson wurde nicht lange danach von der US-amerikanischen "Stereophile" abgeworben, ging nach USA, und ist seither der Stereophile-Editor. Damit dürfte auch zusammenhängen, daß in der Stereophile 1995 eine leicht überarbeitete Version des Hawksford'schen Artikels erschien.

Bevor ich mich um die elektrodynamische Substanz kümmere, was vielleicht nicht jedermanns Sache ist, lohnt es sich, wie ich finde, noch ein bißchen bei den Umständen zu verweilen. Wer die beiden Versionen miteinander vergleicht, sieht schnell daß die ältere Version deutlich mehr polemischen Gehalt hat, während die neuere darauf weitgehend verzichtet. Die neuere Version kann daher eher für eine wissenschaftliche Abhandlung gehalten werden, wobei man sich aber dann fragen wird wieso sie in einer Hifi-Zeitschrift erschienen ist und nicht in einer wissenschaftlichen Zeitschrift, zumal die Leserschaft in der großen Mehrheit mit der Mathematik darin heillos überfordert sein dürfte.

So weit ich weiß ist seither nichts derartiges in einer wissenschaftlichen Zeitschrift erschienen. Hawksford selbst hat zahlreiche wissenschaftliche Artikel geschrieben und veröffentlicht, etliche davon über die AES, aber es ist meines Wissens nichts dabei was an diese Hifi-Artikel anknüpfen würde und damit den Aussagen in diesen Artikeln die wissenschaftliche Weihe verschaffen könnte. Für eine Zeitschrift wie das "Journal of the AES" gilt das Prinzip des "peer review", das bedeutet daß die eingereichten Artikel vor einer Veröffentlichung von anderen Wissenschaftlern begutachtet werden, um sicherzustellen daß das Material nicht fehlerhaft oder von schlechter Qualität ist. Hawksford gehört seit langem selbst zum "review board" dieser Zeitschrift und weiß daher über dieses Procedere sehr gut Bescheid. Er wäre in der besten Position gewesen, einen Artikel zu schreiben der diesen Anforderungen genügt. Es ist aber in den letzten 25 Jahren nichts dergleichen von ihm erschienen.

Nebenbei: Das "peer review"-Verfahren ist anonym, und zwar mit gutem Grund. Die Reviewer sollen nicht durch falsche Loyalitäten in ihrem Urteil beeinflußt werden, und der Artikelschreiber soll keinen Anlaß kriegen um deswegen Feindseligkeiten zu den Reviewern aufzubauen. Erst die Anonymität gewährleistet neutrale und ehrliche Urteile, und hilft daher am ehesten der wissenschaftlichen Erkenntnis.

Selbst wenn Hawksfords Material zu spekulativ sein sollte für einen solchen "peer review"-Artikel, dann hätte man es immer noch auf einer Konferenz als Papier vorstellen können und sich den Kommentaren der Kollegen stellen können. Solche Papiere sind keinem "peer review" unterworfen und werden allenfalls abgelehnt wenn es sich um offensichtlichen Unsinn handelt oder unpassend für die Veranstaltung ist. Auch das ist in diesem Fall aber nicht passiert. Hawksford scheint außer den zwei Hifi-Artikeln nichts weiter in dieser Sache unternommen zu haben. Dabei wäre das vom Inhalt her wahrscheinlich seine aufsehenerregendste Arbeit geworden, und hätte ihm Ruhm weit über die Audioszene hinaus eingebracht. Jedenfalls wenn etwas dran gewesen wäre.

Offensichtlich traut Hawksford selbst seinen Erkenntnissen nicht weit genug als daß er es der wissenschaftlichen Fachöffentlichkeit zumuten wollte.

Und recht hätte er damit, denn diese Fachöffentlichkeit hätte ihn zerlegt. Ich weiß wie es auf einer AES-Convention zugeht, ich kenne etliche der Leute, die sich in so einen Vortrag setzen würden, und ich bin mir sicher daß darunter einige Leute wären die von Maxwell und der Elektrodynamik mindestens ebenso viel verstehen wie Hawksford, und die ihm seine Böcke einzeln unter die Nase gerieben hätten. Das ist auch der entscheidende Unterschied zwischen dem Publikum einer Hifi-Zeitschrift und dem Publikum bei einer wissenschaftlichen Konferenz. Bei der Hifi-Zeitschrift braucht man nicht zu fürchten daß man auf diese Weise zerlegt wird. Selbst wenn einige wenige der Leser dort ebenfalls genug wissen um den Artikel kritisieren zu können, so müssen sie immer noch an der Redaktion vorbei kommen um ihren Einwänden auch Gehör zu verschaffen. Wie schwer das sein kann dürfte im Fall der Stereoplay-Verstärkertest-Diskussion ziemlich offensichtlich geworden sein.

Was ist so faul an diesem Artikel? Man kann es besser sehen wenn man das Pferd von hinten aufzäumt, wenn man nämlich den Artikel von seinen Schlußfolgerungen her betrachtet. Vorher braucht's aber noch einen kurzen Überblick über die relevanten Aspekte der Elektrodynamik, damit man versteht worum's hier inhaltlich geht.

Die meisten Leute sehen den elektrischen Strom als den Fluß von Elektronen in einem Leiter an. Das ist die Betrachtung auf der Ebene von Teilchen, die eine elektrische Ladung tragen. Maxwell wußte aber von diesen Teilchen noch nichts. Die Elektrodynamik, wie sie sich aus den Maxwell'schen Gleichungen herleiten läßt, dreht sich um Felder und um Wellen. Beide Betrachtungsarten haben ihre Gültigkeit und beschreiben letztlich dieselbe Realität, aber es ist auch immer noch schwierig, diese scheinbar paradoxe Dualität zwischen Teilchen und Wellen im Kopf zusammenzubekommen.

Bei der Elektrodynamik geht's zum Beispiel darum wie die Energie, bzw. das Signal von einem Sender zum Empfänger kommt. Welche Rolle dabei die Drähte und die Isolatoren der Leitung spielen, die Sender und Empfänger miteinander verbindet. Weil es hier um Felder und Wellen geht, und nicht um Teilchen, stellt sich heraus daß sich diese Felder entlang der Leiter vom Sender zum Empfänger fortpflanzen, und zwar genauer gesagt im Zwischenraum zwischen zwei Leitern. Man sagt zwar salopp daß es die Leiter sind in denen der Strom fließt, aber das Signal läuft als Welle im sog. Dielektrikum, also im Isolator zwischen den Leitern. Die metallischen Drähte sind eher wie Schienen, an denen entlang die Wellen laufen.

Interessant wird so eine Betrachtungsweise vor allem dann, wenn die Distanz der Übertragung so groß wird daß sich die Welleneffekte auch bemerkbar machen, das heißt wenn die Wellenlänge kurz genug ist daß sie über die Distanz der Übertragung auch auffällt. Bei Hochfrequenz ist das üblicherweise der Fall, von daher sind solche Betrachtungen bei Rundfunk, Radar, Satellitenkommunikation und Datennetzen seit langer Zeit völlig normal und Teil des Instrumentariums der Ingenieure. Bei Audio ist das nicht so, denn die Leitungen müßten ganz schön lang werden bevor sich bei Audiofrequenzen Welleneffekte auf der Leitung zeigen. Eine definitive Grenze gibt's aber nicht, und man kann daher die elektrodynamischen Prinzipien auch auf die Situation bei NF-Kabeln anwenden, und es muß immer noch stimmen. Genau das versucht Hawksford.

Ein Supraleiter, der den elektrischen Strom ohne jeden Verlust leitet, ist in seinem Inneren völlig frei von Feldern. Es sieht so aus als würde der ganze Strom an seiner Oberfläche fließen. Ein realer Leiter mit Widerstand, wie er bei Zimmertemperatur vorliegt, bewirkt Verluste, wenn er Strom leitet. In der Elektrodynamik wird das dadurch erklärt, daß ein Teil der Felder in den Leiter eindringt und die damit verbundene Energie verloren geht, und in Wärme umgewandelt wird. Das in den Leiter dringende Feld ist das "loss field" von dem auch Hawksford redet.

Das Verlustfeld dringt senkrecht in den Leiter ein, während sich das Signal dazu senkrecht entlang des Leiters fortpflanzt. Für die Geschwindigkeit des Signals sind die Eigenschaften des Dielektrikums maßgebend, und übliche Dielektrika bremsen das Signal gegenüber der Lichtgeschwindigkeit um einige Prozent. Das Feld im Leiter kommt demgegenüber nur sehr langsam voran, was den Skineffekt zur Folge hat, der besagt daß je höher die Frequenz wird, desto dünner wird die Schicht des Leiters an seiner Oberfläche, die noch merklich zur Stromleitung beiträgt.

Aber jetzt zu Hawksford's Artikel. Wie angekündigt fange ich mit den "Conclusions" an. Die ersten Punkte geben im Grunde das wieder was ich schon dargestellt habe, und was die Elektrodynamik schon seit langer Zeit so vertritt. Wenn er im dritten Punkt erklärt daß wegen der unterschiedlichen Geschwindigkeiten bei unterschiedlichen Frequenzen das Material sehr dispersiv wäre, dann muß man dabei im Hinterkopf behalten daß es um das "loss field" geht, das zur Signalübertragung ohnehin nichts beiträgt, weil es in Wärme umgewandelt wird.

Im vierten Punkt beginnen die eigentlich interessanten Aussagen, aber es beginnen auch die Spekulationen. Konkret spekuliert er über die "discontinuities", von denen er nirgends gezeigt hat daß es sie überhaupt gibt. Für den Fall daß es sie gibt schließt er daran die weitere Spekulation, das das auf den Feldverlauf im Leiter chaotische Effekte haben könnte.

Im den nächsten Punkten geht's so weiter, er spekuliert über "partielle Halbleiterdioden-Grenzschichten", deren Existenz ebenso reine Spekulation ist, wie auch der Einfluß der Kristallkörner. Nirgendwo in seinem Artikel hat er derartiges nachgewiesen, weder theoretisch noch experimentell.

Statt den Rest vollends abzuhandeln frage ich Euch selbst, guckt's Euch an und fragt Euch was er denn nun eigentlich definitiv herausgefunden hat. Was denn eigentlich nicht abhängt von Vermutungen.

So wie ich es sehe sind seine Ergebnisse entweder Dinge die man in der Elektrodynamik seit Jahrzehnten weiß, oder es sind Dinge die nur dann einen Effekt haben können wenn ein paar Spekulationen zutreffen, die er nirgends in seiner Arbeit nachweist. Genau genommen macht er also keinen Fehler, aber er sagt auch nichts Neues. Er sagt das aber auf eine solche Art und Weise daß man, besonders als Laie, in die Richtung gedrängt wird, etwas Signifikantes dahinter zu vermuten. Es ist eine Art Suggestivtaktik mit mathematischen Mitteln. Und was er da suggeriert hätte anderen Wissenschaftlern schon vor langer Zeit auffallen müssen, wenn es eine signifikante Größe gehabt hätte.

Dazu wird nirgends klar warum die unterschiedlichen Ausbreitungsgeschwindigkeiten des "loss field" auf das Signal überhaupt einen Einfluß haben sollten. Die Energie im loss field geht verloren. Damit ist der Einfluß auf das übertragene Signal ebenfalls weg.

Der Rest des Artikels enthält zwar weitgehend korrekte Mathe, aber der Mix aus Fakt und Spekulation ist durchweg ziemlich problematisch. Dazu kommen ein paar Sachen die nur dem aufmerksamen Leser auffallen, aber einen schalen Geschmack zurücklassen. So z.B. die kurz erwähnte, aber nicht weiter erklärte Verwendung von Stahldrähten in seinem Meßversuch, wo er sonst von Kupfer redet. Er tut auch wenig dafür um jemandem das Nachvollziehen seiner Versuche zu ermöglichen, und das was er an Meßergebnissen anbietet ist kein eindeutiger Beweis für seine Thesen.

Nach dem Erscheinen der zweiten Version des Artikels gab's ein "Rebuttal" im Audio Critic, eine Hifi-Postille die ebensowenig wissenschaftlich ist wie die Stereophile, bloß von "der anderen Seite" (im Artikel "Hip Boots"). Da drin findet man weitere Argumente, und ich selbst habe schon vor ein paar Jahren in einer Debatte im Hifi-Forum was dazu geschrieben, auch wenn das recht mühsam zu lesen ist zwischen den Feindseligkeiten. Das Thema springt seit Langem in den Foren immer wieder aus der Kiste, weswegen man eigentlich bloß nach Hawksford und Maxwell und Essex zu suchen braucht, wenn man weitere Diskussionen zu finden wünscht.

Der Sex-Appeal für Audiophile liegt auf der Hand: Ein anerkannter Wissenschaftler, der einen Artikel veröffentlicht hat den man aus audiophiler Sicht als wissenschaftlich durchgehen lassen kann, weil er voller Mathe ist, und der so aussieht als bestätigte er die audiophilen Überzeugungen, der in der ersten Fassung sogar die dazu passende Polemik benutzt. So etwas darf man nicht sterben lassen. Den läßt man immer wieder als Springteufel vor den Skeptikern aus der Kiste hüpfen. Wen kümmert's da schon wie viel da wirklich dran ist?

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.

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?

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?

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.