Der QED >Genesis< Report über Kabel

100799



 
 
 
 
 
 
 
 
QED GENESIS REPORT
ENTSTEHUNGSGESCHICHTE UND HINTERGRÜNDE ZU DEN QED-KABELN

QED, England hat sich ausführlich mit der Entwicklung von Lautsprecherkabeln im bezahlbaren Bereich beschäftigt. Die vielfältigen Fakten und Hintergründe sind in einem englischen Aufsatz des Forschungs- und Entwicklungsteams veröffentlicht worden, dessen Übersetzung Ihnen hier vorliegt: THE GENESIS REPORT.

Der rasante Aufstieg des Lautsprecherkabels von der simplen Verbindungsfunktion zu einem ernsthaften Bestandteil der HiFi-Anlage ist beachtlich. Einst nachrangig in der Bedeutung, ist das Kabel heute ein wichtiger High-Tech-Baustein in der Übertragungskette von Audio und Video.
Mittlerweile gibt es viele unterschiedliche Kabel, die für die unterschiedlichsten Aufgaben entwickelt wurden. Der Kabel-Boom konfrontiert den ernsthaft Musikbegeisterten aber auch mit schwer nochvollziehbaren Argumenten. Aus dem einfachen Käuferwunsch noch einem guten Produkt wird ein Alptraum aus Mystik und Pseudowissenschaft, verstärkt durch die Ergüsse einzelner Marketingabteilungen und Händler.
Auf den folgenden Seiten lesen Sie eine Zusammenfassung der weitreichenden Forschung von QED-Ingenieuren über die Einflüsse des Lautsprecherkabels. Ziel der Forschung war zunächst die Entwicklung von neuartigen Lautsprecherkabeln. Die jetzt vorliegenden QUDOS- und PROFILE-Kabel basieren auf diesen Forschungsergebnissen. Diese Forschungen haben später auch die Entwicklung der QNECT-NF-Kabel beeinflußt.
Meßergebnisse erzählen nie die ganze Geschichte, auch im Bereich der hochwertigen Musikwiedergabe spielen Hörtests eine große Rolle. Hörsitzungen allein konnten nicht alle technischen Unterschiede aufklären, aber wenn ein Kabel bereits meßbare Fehler und Verfärbungen aufwies, war es gehörmäßig ebenfalls ungeeignet.
Genau, transparent und so neutral wie möglich. So lautet der Grundsatz bei der QED-Kabelentwicklung. Realisiert wurde die Produktentwicklung mit dem Wissen aus dem GENESIS REPORT und den Einflüssen unzähliger Hörtests.
 
 
QED GENESIS REPORT
DIE FUNKTION DES KABELS

Auf den ersten Blick ist die Verbindung vom Verstärker zum Lautsprecher mittels Kabel genauso unspektakulär wie selbstverständlich. In der Praxis aber ist fast jeder Zuhörer in der Lage, Klangdifferenzen unterschiedlicher Kabel zu erkennen und zu bewerten. Nur unerfahrene Stimmen leugnen noch das Vorhandensein von klanglich bestimmenden Faktoren, resultierend aus Kabelmaterial und Kabelaufbau.
Wir alle wissen, daß ein Baustein das analoge Musiksignal auf dem Transport keinesfalls verbessern, sondern nur verändern oder verschlechtern kann. Also lautet die größtmögliche Anforderung an ein Lautsprecherkabel: Verlustfreie Signalübertragung vom Verstärker zum Lautsprecher.
 
 
QED GENESIS REPORT
GRUNDLAGEN DER BEWERTUNG

Weil ein Lautsprecherkabel die Verbindung zweier Komponenten eines HiFi-Systems herstellt, gehören diese beiden Partner - Verstärker und Lautsprecher - selbstverständlich auch in die Betrachtung.
Genaugenommen ist das Lautsprecherkabel die Verlängerung der Verstärker-Schaltung, was bedeutet, daß die Schaltung um die elektrischen Werte des Lautsprecherkabels erweitert wird. Dieses “Extra-Bauteil” ist zerlegbar in seine (Haupt-)Parameter:

Widerstand (R), Kapazität (C), Induktivität (L) und Ableitung (G).
 

Die typische Verstärkerschaltung erreicht ihre geringen Verzerrungen durch den Vergleich des Ausgangs- mit dem Eingangssignal (die Gegenkopplung). Jede Abweichung vom Original, die am Ausgang auftritt, wird gegenphasig am Eingang korrigiert.

Abb. 1 zeigt, daß Verstärker nur korrigierend auf Fehler reagieren können, die am “Feedback Point” innerhalb des Verstärkers auftreten. Fehler, die erst am Lautsprechereingang auftreten, bleiben unkorrigiert. Das Kabel befindet sich somit außerhalb des üblichen Regelkreises. (Um Kabeleffekte auszuschließen beziehen einige seltene Verstärkermodelle die Lautsprecherkabel in die Gegenkopplung mit ein, indem sie eine zusätzliche Leitung zum speziellen Feedback Point SIGMA am Verstärker zurückführen.)
Auf dieser Basis ist eine objektive Bewertung der klanglichen Unterschiede von Kabeln möglich: Man vergleicht das Eingangssignal in das Kabel (am Verstärkerausgang) mit dem Ausgangssignal (am Lautsprechereingang). Jede Differenz ist eine Verschlechterung des Signals.
(Anmerkung: Kenwoods Sigma-Drive der 70 er Jahre wurde wieder eingestellt. Das rückführende Kabel muß qualitativ sehr  hochwertig und geschirmt sein, sonst schleichen sich neue Fehler ein.)
 
QED GENESIS REPORT
ERLEBBARE EFFEKTE IN DER WIEDERGABE

 

Es gibt viele Begriffe, um die subjektiven Kabeleffekte zu beschreiben, sowohl positive wie: transparent, offen, detailliert, rhythmisch und musikalisch, aber auch negative wie: schlank, langsam, belegt, unausgewogen usw.
Die Genesis-Forschung hat aufgezeigt, daß einige der (subjektiven) Begriffe durch die (objektiven) Messungen erklärt werden können.
Die Kabel, die dieser Untersuchung zu Grunde liegen, repräsentieren ein breites Spektrum des heutigen Angebotes, alle Messungen erfolgten an einer realen Last, dem Lautsprecher.

Abb. 2 und 3 zeigen Messungen von Frequenzgängen. Die jeweils obere Linie ist gemessen am Verstärkerausgang, die untere am Lautsprechereingang. Die Unterschiede sind deutlich erkennbar: Beispielkabei #10 in Abb. 2 ist ein Litzenkabel mit sehr geringem Widerstand, Kabel # 7 in Abb. 3 ein Solid-Core. Die Welligkeiten im Frequenzgang spiegeln den lmpedanzverlauf des Lautsprechers wider, hier typisch für ein Baßreflexsystem.
Bei dieser Messung wurde ein Sinusgenerator benutzt. Im Normalfall überträgt das Lautsprecherkabel Musik und nicht sinuide Audiosignale in die komplexe Last des Lautsprechers.
Die Kombination dieser beiden Faktoren führt zu weit größeren Dynamikverlusten durch das Kabel, als die Frequenzschriebe vermuten lassen.
Die Beispiele verdeutlichen die Notwendigkeit eines niedrigen Kabelwiderstandes für einen geradlinigen Frequenzverlauf. Überraschenderweise beobachten wir trotzdem einen Trend zu den vergleichsweise hochohmigen “Solid-Core”-Kabeln, deren meistgenanntes Verkaufsargument die Reduktion des “Skin-Effekts” ist. (Anmerkung: Argument für SolidCore Kabel ist die nicht vorhandene mechanische Reaktion auf eigene Magnetfelder, Litzen schwirren magnetisch angeregt, damit sind Resonanzen und Energieverlust verbunden)
 
 
 
 
QED GENESIS REPORT
SKIN EFFEKT

Der Skin-Effekt beschreibt ein Phänomen, welches seine Bedeutung aus der Hochfrequenztechnik herleitet: Durchfließt Wechselstrom einen Leiter, induziert das Wechselmagnetfeld eine elektromotorische Kraft (EMK). Die EMK führt zur Abnahme der Stromdichte im Leiterinneren hin zur Leiteroberfläche. Das Ergebnis ist ein Anstieg der Kabelimpedanz zu hohen Frequenzen.
In der Hochfrequenztechnik (oberhalb des Audio-Spektrums), wo der Skin-Effekt deutlich meßbar ist, werden Kabel mit widerstandsreduzierendem Silber an der Oberfläche, wo der hochfrequente Strom am dichtesten fließt, beschichtet.
Um dem Skin-Effekt bei Audio-Kabeln entgegenzuwirken, wurden Kabel mit Aderdurchmesser nicht größer als dem Dopppelten der effektiven Signaldurchdringungstiefe entwickelt, also der Tiefe, bei der die Stromdichte auf 63 % ihres Wertes abfällt. Die Idee ist, daß das Kabel in allen Frequenzbereichen in einer Art reduzierter Stromdichte arbeitet. Kabel dieser Bauform weisen eine relativ hohe Impedanz über den gesamten Frequenzbereich auf.
Ob der Skin-Effekt hörbar ist, wird viel diskutiert, die Mehrheit der Experten bestreitet gar das Vorhandensein im Audiospektrum. Zur Beurteilung, wie wichtig dieses Phänomen tatsächlich ist, wurden vier Testmuster verschiedener Lautsprecherkabel - jeweils zwei Vertreter mit großem Kabelquerschnitt und zwei sehr dünne “Low-Skin-Effekt”-Kabel -naher betrachtet.
Zunächst wurden alle Parameter der Kabel wie Widerstand, Induktivität, Kapazität und Stromleitfähigkeit gemessen. Diese Ergebnisse wurden verwendet, um eine theoretische Vorhersage über Phasenverschiebungen an einer realen Last zu errechnen.
Wichtig zu erwähnen ist, daß die Berechnungen gar nicht den Skin-Effekt berücksichtigen, es wurde nur mit den einfachen, vorgenannten Basis-Parametern gerechnet.

Abb. 4  zeigt die errechneten theoretischen Phasenverschiebungen der vier Beispielkabel. Der Vergleich zwischen der Theorie in Abb. 4 und den tatsächlich gemessenen Phasenverschiebungen in Abb. 5 zeigt eine bemerkenswerte Ähnlichkeit zwischen Vorhersage und Meßergebnis. Lediglich über 80 kHz konnte eine merkliche Abweichung der mehradrigen Litzenkabei mit Phasenverschiebungen festgestellt werden, die dem Skin-Effekt und mit diesem einhergehenden Effekten zuzuschreiben sind (sofern 270 bei 10O kHz als bedeutend zu werten sind).
Weiteres Phänomen ist, daß die Stromdichte zweier paralleler Leiter an deren inneren Oberflächen zunimmt (der (Anmerkung: Proximity-) Effekt ist am größten, wenn die Kabeladern praktisch aneinanderliegen). Die gemessenen Phasenverschiebungen sind in der Regel geringer als die theoretischen Voraussagen bezüglich des Skin-Effekts.
Vorab sei schon zu bemerken, daß das Testkabel C-7 die geringsten Phasenverschiebungen aufweist -einhergehend mit seiner geringen lnduktivität (vgl.Abb. 4 und 5).
 
 
QED GENESIS REPORT
INDUKTIVE EFFEKTE

Ein Vergleich der Abb. 6 und 7 zeigt deutlich den Zusammenhang zwischen Kabelinduktivität und Phasenverschiebungen. Je höher die Kabelkapazität, desto höher sind die Phasenverschiebungen. Die meisten der mehradrigen Litzenkabei im Testfeld weisen ähnlich hohe Induktivitäten auf; die Kabelinduktivität ist geprägt von der Querschnittsfläche der Leiter, deren Abstand voneinander und der Permeabilitätskonstante der umgebenden Materie.

Viele der heute erhältlichen mehradrigen Litzenkabel weisen einen großen Abstand zwischen den Leitern auf - bis zum 3-fachen und mehr des Kabelquerschnitts.
Der durchschnittliche induktive Effekt des Testfeldes ergibt eine Phasenverschiebung von 0,42 Grad pro Meter, entsprechend für ein Kabel von zehn Metern Länge einen Phasenfehler von 4,2 Grad.
In der Praxis liegt die Kabelinduktivität in Serie (additiv) mit der induktiven Komponente des Verstärkers, die hochfrequente Schwingungen vermeidet. Der induktive Effekt ist also immer zusammengesetzt, so daß die Gesamtinduktivität des Verstärkers durch das Kabel deutlich beeinflußt wird.
 
 
QED GENESIS REPORT
DIE HÖRBARKEIT VON PHASENVERSCHIEBUNGEN

Daß frequenzabhängige Phasenverschiebungen hörbar sind, ist heute noch relativ unbekannt, obgleich Verstärker mit schlechtem Phasenverhalten subjektiv als “harsch” empfunden werden. Überraschenderweise finden Phasenverschiebungen bei Verstärkerdaten keine Erwähnung, obwohl es keinesfalls ungewöhnlich ist, bei handelsüblichen Verstärkern Phasenverschiebungen größer 15 Grad / 20 kHz nachzuweisen.
 
 
QED GENESIS REPORT
INDUKTIVITÄT UND KAPAZITÄT

Ein anderer Effekt der Induktivität ist der Abfall hoher Frequenzen bei steigender Kabelimpedanz. Interessanterweise kann eine hohe Kabelimpedanz für einen scheinbaren Anstieg der Ausgangsspannung am Lautsprechereingang relativ zum Verstärkerausgang führen. Dies kann problematisch bei elektrostatischen Lautsprechern sein, die für gewöhnlich dem Verstärker höhere kapazitive Lasten als konventionelle Lautsprecher zumuten.

Ein Beispiel für diese Resonanzspitzen zeigt Abb. 8 im Vergleich mit dem direkten Verstärkersignal. Der Anstieg der Kabelimpedanz zu hohen Frequenzen führt, zusammengesetzt mit dem Abfall des Verstärkers, zu beträchtlichen Pegelverlusten bei hohen Frequenzen.
 
 
 
QED GENESIS REPORT
DIELEKTRIKUM

Die Leiter eines jeden Lautsprecherkabels sind mit einer Isolierung ummantelt, um Kurzschlüsse zu vermeiden. Diese Isolation (Dielektrikum) führt unweigerlich zu Verfälschungen, weil alle Dielektrika Energie absorbieren. Diese dielektrischen Verluste werden als Verlustfaktor oder Tan delta bezeichnet und nehmen mit der Frequenz zu. Pauschal gilt: je höher der Verlustfaktor bei einer bestimmten Frequenz, um so höher ist der Verlust in das Dielektrikum. Eine Auswahl von Messungen des Verlustfaktors zeigt Abb. 9 mit überraschend breit gespreizten Ergebnissen.


Eine weitere Eigenschaft des Dielektrikum heißt Permutivität, ein kapazitiver Effekt, der zu einem Leckstrom zwischen den Einzelleitern führt. Permutivität ist die Messung, in welchem Maße ein Dielektrikum das Entstehen eines Magnetfeldes zuläßt. Je höher die Permutivität eines Isolators, um so höher sind seine kapazitiven Effekte auf den Leiter.
Für die gebräuchlichen lsolationsmaterialien von Lautsprecherkabeln betragen Dielektrizitätskonstante (Er) und Verlustfaktor Tan delta:
 
lsolationsmaterial Dielektrizitätskonstante (Er) Verlustfaktor Tan delta bei 1OkHz
Polyvinylchlorid (PVC) 4,0 - 8,0 0,01 - 0,05
Polyethylen (PE)  2,6 0,0002
Polypropylen (PP) 2,25 0,0004
Polytetrafluoroethylen (PTFE)  2,1 0,002
Luft 1,0006 nahe 0
Vakuum 1,0000 0

Die Kapazität hängt ebenfalls vom Abstand und Durchmesser der Leiter ab. Je größer die Lücke zwischen zwei Leitern in einem Dielektrikum, um so niedriger ist seine Kapazität (gilt im umgekehrten Sinne für die lnduktivität)
Der Blick in die obere Tabelle läßt erkennen, daß ein Kabeldesign mit niedriger Kapazität und lnduktivität bei Auswahl ungeeigneter Isoliermaterialien unnötig schwieriger wird.
Die Mehrzahl der Niedrigpreis-Kabel und einige der getesteten Kabel verwenden PVC-Mäntel, die zu einer verhältnismäßig hohen Kapazität und hohen dielektrischen Verlusten führen. Unabhängig vom Kabeldesign sind diese Kabel eindeutig unvorteilhaft, entweder wegen zu hoher Kapazität oder zu hoher lnduktivität (oder beidem).
 
 
 
QED GENESIS REPORT
ABLEITUNG

Ein anderes Kriterium für die klanglichen Einflüsse des Dielektrikums ist -verknüpft mit den dielektrischen Verlusten- die Ableitung (G). Die Ableitung gibt an, wie gut zwei Leiter voneinander isoliert sind. Je niedriger die Ableitung, um so größer ist der Isolationswiderstand (Rp). Qualitativ hochwertige Dielektrika sind regelmäßig die besseren Isolatoren, weil hier viel weniger “freie Elektronen” versuchen, Strom durch den Isolator zu transportieren.
 
 
 
QED GENESIS REPORT
KAPAZITIVE EFFEKTE

 

Theoretisch sollte sich die Kabelkapazität klanglich nur gering auswirken, da die Quellenimpedanz der meisten Endverstörker mit unter einem Ohm sehr niedrig ausfällt. Obwohl die Kapazität zur angeschlossenen Impedanz ein Tiefpaßfilter darstellt, ist der Effekt auf den Frequenzgang vernachlässigbar. Hinterlistigerweise sind übertrieben hohe Kabelkapazitäten ein Indiz für schlechte Qualität des Dielektrikum und hohe Ableitverluste über die Isolierung.
Einige “esoterische” Kabel haben eine Vielzahl einzelner, voneinander isolierter Drähte. Bei bestimmten Geometrien und mittelmäßiger Materialauswahl erreicht die Kapazität bei diesen Kabeln ungewöhnlich hohe Werte. Eines der getesteten Kabel erreichte gar eine Parallelkapazität von 1375 pF bei einem Durchschnittswert des Testfeldes von 500 pF auf 1 Om Kabellänge!
Ein anderer betrachtungswürdiger Faktor ist die Stabilität des Verstärkers. In einigen Fällen führt eine geringe “Extraportion Kapazität” am Ausgang den Verstärker zum Schwingen, Überhitzen oder schlimmstenfalls zur Selbstzerstörung. Oder der Verstärker schwingt kurzzeitig, ohne daß dies wahrgenommen wird. Gute Verstärkerschaltungen besitzen in der Regel ein gutes Verstärkungs-/Phasen-Verhältnis und stellen sicher, daß geringe zusätzliche Phasenverschiebungen durch höhere Kapazitäten keine Probleme verursachen.

Trotzdem gibt es viele Verstärker am Markt mit weniger gutem Verstärkungs-/Phasen-Verhältnis. Gerade diese Verstärker haben Probleme mit größeren Längen bei Kabeln hoher Kapazität. Leider ist die Induktivität gerade bei hochkapazitiven Kabeln niedrig, was zu einer weiteren Verringerung der Stabilität führt. Auch wenn nicht äußerlich instabil, kann das Klangbild hart und vorlaut erscheinen, wenn der Verstärker an der Grenze seiner Stabilität arbeitet. Abb. 10 zeigt die Instabilitäten als Überschwinger eines “schnellen” Rechtecksignals bei hochkapazitiven Kabeln.
 
 
 
QED GENESIS REPORT
KAPAZITÄT GEGEN INDUKTIVITÄT

Wird der Abstand zweier Leiter in einem Dielektrikum vermindert, verringert sich die lnduktivität und erhöht sich die Kapazität. Eine Erweiterung des Abstandes hat den gegenteiligen Effekt. Es gilt heute in HiFi-Fachkreisen die unumstößliche Regel, daß sich die lnduktivität nicht verringern läßt, ohne die Kapazität zu erhöhen. Dennoch haben Vergleiche gezeigt, daß durch verschiedene Kabel-Layouts bei gleicher Querschnittsfläche (und damit gleichem DC-Widerstand) und gleichem Dielektrikum diese Regel durchbrochen werden kann, einfach durch Umordnung der Leiter (vgl. Tab. 1).
Diese Meßwerte der Kabel, die als ein direktes Ergebnis der Genesis-Forschung entwickelt wurden, verdeutlichen die Wichtigkeit der Kabelgeometrie. Die Meßwerte für Widerstand, lnduktivität und Kapazität entsprechen den QED-Kabeln QUDOS ORIGINAL und PROFILE 8.
QUDOS ORIGINAL besteht aus jeweils 78 Einzeladern mit einer Stärke von 0,2 mm als Parallelleiterkonstruktion, PROFILE 8 aus acht Einzelsträngen mit jeweils 19 Adern/0,2mm in einem Flachkabel. Der effektive Leiterquerschnitt beider Kabelsorten ist also gleich, ebenso die Isolierung aus PE niedriger Dichte. Somit lassen sich Differenzen in lnduktivität und Kapazität rein nur auf die Geometrie zurückzuführen.
 
Qudos Profile 8 innen/außen Profile 8 links/rechts
Kapazität (pF(m) 35,6 37,2 21,3
Induktivität (uH/m) 0,55 0,39 0,54
Widerstand(mOhm/m) 14,0 15,0 15,0
Impedanz (Ohm) 118,5 104,7 159,6
Tabelle 1
PROFILE-Kabel kann verschieden konfiguriert werden. Tab. 1 zeigt die Meßwerte für die paarweise Zusammenfassung der inneren vier und äußeren vier Leiter zu jeweils einem Leiter sowie die Verschaltung der vier linken und vier rechten Leiter. Verglichen mit dem QUDOS ORIGINAL zeigt das PROFILE 8 in der vier-innen/vier-außen-Konfiguration eine deutliche Reduktion der lnduktivität bei leichter Verringerung der Kapazität und durchbricht damit die oben zitierte “Daumenregel”. Die links/rechts-Konfiguration ergibt nahezu gleiche Werte für die Induktivität, halbiert aber im Vergleich mit dem QUDOS ORIGINAL die Kapazität!
 
 
 
QED GENESIS REPORT
ÜBERSPRECHEN

Ein oftmals wahrnehmbarer Effekt im Vergleich verschiedener Kabel ist die subjektive Breite der Bühnenabbildung. Ein schwer erklärbares Phänomen, werden doch die beiden Stereokanäle elektrisch voneinander getrennt betrieben.
Eine plausible Erklärung finden wir in der akustischen Kopplung der beiden Lautsprecher im Raum, d.h. die Reaktion auf die Druckschwankungen, erzeugt von einem Lautsprecher, auf dem anderen. Würde nur der rechte Lautsprecher spielen, sollten idealerweise die Chassis des linken Lautsprechers keine Bewegungen ausführen. Ebenfalls sollte der Verstärker den linken Lautsprecher “bremsen”.
In der Praxis reduziert hoher Kabelwiderstand aber den Dämpfungsfaktor des Verstärkers. Die gegenseitigen Rückwirkungen der Lautsprecher auf die Verstärker verschieben dann das Stereoabbild in Richtung “enger”.

Abb. 11 und 12 zeigen die rückwärts induzierten Spannungen in den nichtbetriebenen Lautsprecher. Die mit "x” markierten Spitzen sind die Amplituden der generierten Testsignale 50O Hz und 3 kHz.
 
 
 
QED GENESIS REPORT
TRANSIENTEN

Wie schon erwähnt, stellen Lautsprecher eine sehr komplexe Last dar und erzeugen unerwünschte Rückwirkungen auf den Verstärker (Gegen-EMK). Das passiert wie im Abschnitt oben beschrieben oder aber bei plötzlichen Amplitudenwechseln, wenn die Lautsprechermembrane “überschwingt”. Wie stark dieses Überschwingen stattfindet, hängt von der gemeinsamen Fähigkeit des Lautsprecherkabels und des Verstärkers ab, zu “dämpfen” und unerwünschte Schwingungen zu kontrollieren.

Gut zu sehen in Abb. 13 ist die Ausgangsspannung des Verstärkers und die Spannung, an den Lautsprecher-Eingangsklemmen gemessen. Bereits nach 2,4 ms, wenn die Ausgangsspannung des Verstärkers auf Null zurückgegangen ist, fällt die Spannung am Lautsprecher ins Negative und fällt erst nach einem weiteren (positiven) Überschwinger auf Null. Unerwünschte Membranbewegungen sind die Folge.


Abb. 14 zeigt denselben Lautsprecher unter Verwendung eines Lautsprecherkabels mit niedrigerem Widerstand: Die Verbesserung ist deutlich zu erkennen.
 
 
QED GENESIS REPORT
DURCH KABEL VERURSACHTE VERZERRUNGEN

Das Lautsprecherkabel schafft auf mehreren Wegen eine elektrische Distanz zwischen Verstärker und Lautsprecher, z.B. mit. Gleichstromwiderstand, der den Frequenzgang, die Dämpfung und Auflösung beeinflusst, wie oben schon bemerkt, aber auch mit Verzerrungen, die, gemessen am Lautsprechereingang (gerade die zweite Harmonische), höher sind als am Verstärkerausgang.
Wir fanden heraus, daß die Verschlechterung in Qualität (und Genauigkeit gegenüber dem Original) in hohem Maße vom Gleichspannungswiderstand und vom Lautsprechertyp abhängt. Abb. 15 und 16 zeigen den Verlauf der zweiten Harmonischen bei niedrigen Frequenzen. Die jeweils obere Linie zeigt die Verzerrungen, gemessen am Lautsprechereingang, die untere Linie stellt die Messung am Verstärkerausgang dar.

In Abb 15 (relativ hochohmiges Kabel, 0,065 Ohm/Meter) sind die Verzerrungen fast dreimal so hoch wie beim niederohmigen Kabel (0,004 Ohm/Meter) in Abb. 16.
Vergleichend zeigt Abb. 17 den Effekt an zwei verschiedenen Lautsprecher-Lasten bei gleichem Kabel. Erkennbar ist, daß nicht das Kabel selbst die Verzerrungen verursacht (der Gleichspannungswiderstand ist nahezu linear), sondern das Kabel verhindert das korrekte Eingreifen der Fehlerkorrektur des Verstärkers bei den vom Lautsprecher verursachten Nicht-Linearitäten.

Den Verstärker direkt (ohne Kabel) an den Lautsprecher angeschlossen, zeigten sich kleinere Verzerrungen, die nur bis auf einen geringen Prozentsatz schlechter korrigiert wurden als bei der Vergleichsmessung am Verstärker ohne jede Last. Hier sind weiterreichende Untersuchungen notwendig, es läßt aber den Rückschluß zu, daß Verzerrungen im unteren Frequenzbereich auch von der Resonanzfrequenz des Lautsprechergehäuses beeinflußt werden.
Verzerrungen bei mittleren und hohen Frequenzen nehmen deutlich zu bei steigender Kabelinduktivität, was wiederum die Kabelimpedanz steigen läßt und in der Folge den gemeinsamen Dömpfungsfaktor von Verstärker und Lautsprecher verringert.
 
 
QED GENESIS REPORT
VERZERRUNGEN VON LITZE UND SOLID-CORE IM VERGLEICH

Es gibt die Meinung, daß Multi-Litzen-Kabel einen “Dioden-Effekt” zeigen, verursacht durch Strom, der zwischen den Leitern hin und her springt und dabei jede Menge Metall-/Oxid-/Metall-Übergänge überwinden muß. (Von manchen wird dieses Phänomen den SkinEffekten zugeordnet.)

Unter der Annahme, daß der Strom tatsächlich “springt” (es gibt keinen Hinweis darauf, gerade weil wir wissen, daß der Skin-Effekt darauf keinen nennenswerten Einfluß hat), gaben wir ein Signal in eine Ader einer Litze und nahmen die Messungen an einer anderen Ader vor. Auch unter Benutzung des anerkannten AUDIO-PRECISION-API-Messgerätes bis hinab in die niedrigsten Pegel konnte kein Anstieg der Verzerrungen im Vergleich zum gesamten Litzenkabel festgestellt werden (vgl. Abb 18). Beide Meßschriebe stimmen so weitgehend überein, daß man meinen könnte, der identische Test wurde zweimal aufgezeichnet. Es scheint, die Dioden-Effekte existiert nicht - oder wenn doch, sind sie kurzgeschlossen durch die vielen gut zusammengepreßten Kontaktflächen über die gesamte Kabellänge.
(Anmerkung: Schlechte Litze klingt aber wie ein Verstärker mit geringem Ruhestrom : Übernahmeverzerrungen)
 
 
QED GENESIS REPORT
NENNIMPEDANZ

Obwohl die Nennimpedanz oft in Verbindung mit Audiokabeln genannt wird, stammt der Begriff ursprünglich aus dem Zusammenhang mit Hochfrequenzleitern. Die Nennimpedanz determiniert die korrekte Last und die Quellenimpedanz von Hochfrequenzübertragungsstrecken, um unerwünschten Reflexionen und stehenden Wellen vorzubeugen. Zur einwandfreien Funktion werden deshalb beide Enden, z.B. einer koaxialen Antennenleitung, mit einer resistiven Last im Wert der Nennimpedanz (i.d.R. 75 Ohm) abgeschlossen.
Lautsprecherkabei sind aber in diesem Sinne keine Hochfrequenzleiter, da Audio-Wellenlängen größer sind als die Kabeldurchmesser und damit Reflexionen erst gar nicht auftreten. Selbst wenn es so wäre, ist es unmöglich, beide Enden mit der korrekten Impedanz abzuschließen: Eine 8-Ohm-Quellimpedanz (entsprechend der Lautsprecherlast) würde den Dämpfungsfaktor ruinieren und sowohl Frequenzgang als auch Verzerrungen ernsthaft beeinflussen.
(Anmerkung: Es entscheidet nicht der Durchmesser, sondern die Länge der Leitung, ob Reflexionen auftreten)
 
QED GENESIS REPORT
LAUFRICHTUNG

Messungen von Asymmetrien der getesteten Kabel ergaben, obwohl Laufrichtungsmarkierungen auf einigen Kabeln zu finden waren, keinen Hinweis auf eine Laufrichtungsbindung. Blindtests ergaben, daß die Hörer keine Unterschiede in der Laufrichtung der Kabel feststellen konnten. Für die Vergleiche wurden die Kabel in jeder Richtung exakt gleich verlegt, da sich die elektrischen Kabeleigenschaften bei verschiedener Verlegung sehr wohl meßbar ändern.
(Anmerkung: Es klingt aber für unsere Ohren DOCH deutlich verschieden: Gegenrichtung bei fast allen Kabeln !)
 
 
QED GENESIS REPORT
ZUSAMMENFASSUNG

Obgleich es immer Skeptiker geben wird, die der Bedeutung des Lausprecherkabels kritisch gegenüberstehen, machen die Ergebnisse deutlich, daß die Wiedergabekette vom verwendeten Kabel sowohl positiv als auch negativ beeinflußt werden kann. Die Analyse aller zusammengetragenen Daten und Erlebnisse lassen einen klaren Zusammenhang zwischen der Übertragungsqualität und den Meßergebnissen schlußfolgern.
Zusammengefaßt sind die Ergebnisse:

1. Kabelwiderstand
Niedriger Kabelwiderstand ist von fundamentaler Bedeutung für eine hochwertige Wiedergabe, sollte aber nicht auf Kosten anderer entscheidender Parameter erkauft werden. Ein hoher Kabelwiderstand führt zu verschiedenen unerwünschten Ergebnissen: Abnormitäten im Frequenzgang, höhere induzierte Verzerrungen und geringere Kanaltrennung.
Alle Kabel mit hohem Widerstand zeigten schlechte Meßergebnisse. Subjektiv hing ihre Performance stark vom verwendeten Lautsprecher ab. Die mittenbetonte Wiedergabe mancher dieser Kabel korreliert mit dem, diesen Kabeln eigenen, zu hohen und niedrigen Frequenzen hin abfallenden Frequenzverlauf. Ein hoher Kabelwiderstand verringert auch die Fähigkeit, Musik mit hohen Dynamikspitzen wiederzugeben.
 

2. lnduktivität
Die lnduktivität von Lautsprecherkabein hat maßgeblichen Einfluß auf die Dämpfung zu hohen Frequenzen und auf Phasenverschiebungen. Die Induktivität führt dazu, daß die lmpedanz mit der Frequenz steigt, was zur Dämpfung der höchsten Frequenzen an den Lautsprecheranschlüssen führt, manchmal auch zu rückinduzierten Spannungsspitzen. Zusätzlich erhöht die lnduktivität die Verzerrungen an den Lautsprecheranschlüssen und verschlechtert das Einschwingverhalten der Lautsprecherchassis.

3. Skin-Effekt
Der Skin-Effekt ist bei ausreichend großem Kabelquerschnitt von untergeordneter Bedeutung. Bei Kabeln mit größeren Leiterquerschnitten war der Skin-Effekt zwar ausgeprägter, diese Kabel tendierten aber aufgrund ihre höheren lnduktivitäten zu höheren Signalpegelverlusten bei hohen Frequenzen.
Nur bei Frequenzen oberhalb des hörbaren Audio-Spektrums sind Einflüsse durch den Skin-Effekt als bedeutend nachweisbar. Obwohl der prozentuale Anstieg der Wechselstromimpedanz bei großen Leiterquerschnitten größer ist als bei kleinen Leiterquerschnitten, ist die effektive Wechselstromimpedanz (und der Gleichstromwiderstand) geringer. Der Skin-Effekt hat außerdem den unerwarteten Nebeneffekt, Phasenverschiebungen, die durch die zu hohen Frequenzen steigende lnduktivität verursacht werden, zu verringern.
 

4. Qualität der Isolierung
Der Ableitfaktor war ein ausschlaggebender Parameter für die Wiedergabequalität. Die Mehrheit der besser klingenden Testkabel war mit hochwertigen Isolierungen versehen, PVC- und PU-isolierte Kabel klangen am schlechtesten. Kabel, die meßtechnisch durch hohe Ableitfähigkeit des lsoliermaterials als schlecht eingestuft wurden, fielen im Hörtest durch mangelnde Detailfreude und weniger Raum auf.

5. Konstanz der Ergebnisse
Lautsprecherkabei interagieren sowohl mit dem Lautsprecher als auch mit dem Verstärker, somit verschieben sich subjektive Hörerlebnisse in unterschiedlichen Gerätekombinationen. Kabel mit den konstant geringsten Einflüssen auf die Wiedergabekette waren jene mit den geringsten lnduktivitäten, Kapazitäten, und Widerständen. Hohe Kabelkapazitäten sollten vermieden werden, da dies zu lnstabilitäten des Verstärkers führen kann, was sowohl auf die Klangqualität als auch auf die Betriebssicherheit Einfluß hat.

6. Richtungsbindung
Gegen den Trend, Lautsprecherkabel laufrichtungsgebunden zu kennzeichnen, wurde kein Hinweis gefunden, was dies unterstützt. Es konnte aber festgestellt werden, daß das unterschiedliche Verlegen von Kabeln die Kapazität und Induktivität beeinflußt.

7. Solid Core gegen Litze
Die Verbreitung von Solid-Core-Kabeln hat mit der Begründung zugenommen, daß dünne Leiter geringere Welligkeiten über den Frequenzverlauf aufweisen als Litzenkabel. Die Ergebnisse zeigen aber, daß viel mehr die Isolation und die Geometrie mancher Solid-Cores für das Klangergebnis verantwortlich ist als die Tatsache, daß sie aus einer massiven Einzelader bestehen.

8. Metallurgie
Die elektrische Leitfähigkeit ist geringfügig besser bei hochreinem Kupfer (99,99 %). Eine deutlichere Verbesserung zeigen versilberte Kupferkabel und Reinsilberkabel. Dennoch sind klangliche Unterschiede von Kabeln deutlich eher in Abhängigkeit von ihrer Geometrie und vom Isolator als vom verwendeten Leitermaterial auszumachen.
 
QED GENESIS REPORT
DAS ERGEBNIS

Wie zusammenfassend in 1, 2, 3, 4, und 5 erwähnt, weist die Mehrzahl der gut klingenden Lautsprecherkabel geringen DC-Widerstand, geringe lnduktivität und Kapazität auf, verbunden mit geringen Verlusten durch das Dielektrikum.
Alle unsere Forschungsergebnisse lassen sich auf diese einfache Schlußfolgerung zurückführen: Leiter mit geringen Querschnitten zur Vermeidung des Skin-Effekts (wie wir wissen, ohne Bedeutung im Audio-Frequenzbereich) führen durch höheren DC-Widerstand zu unerwünschten Klangverfälschungen.
Als ein Ergebnis der Genesis-Forschung haben die QED-Ingenieure mit der alten Regel der lnduktivität-/Kapazität-Relation gebrochen. Kapazität und dielektrische Verluste wurden durch die Wahl eines hochwertigen Dielektrikums (Polyethylen geringer Dichte) reduziert. Zusätzliche Verbesserungen wurden durch die Minimierung der lsolationsdicke und -struktur (unter Beibehaltung einer hohen mechanischen Belastbarkeit) erreicht, womit das Verhältnis Luft zu Dielektrikum optimiert wurde, was zu einer weiteren Reduktion der Kapazität und dielektrischen Verlusten geführt hat.
Mit der optimalen Anordnung mehrerer paralleler Multi-Litzenleiter (PROFILE-Serie) hat QED erreicht, sowohl die lnduktivität als auch die Kapazität unter die Werte für ein vergleichbares Zwillingslitzenkabei gleichen DC-Widerstandes zu reduzieren. Die Verwendung von mehradrigen Litzen mit guter Querschnittsfläche sorgt für geringen Gleichstromwiderstand. Das Ergebnis ist eine Reihe von transparent klingenden Kabeln mit niedrigsten Verlusten und exzellenter Klangqualität.
Die Bedeutung der Isolation für die Klangqualität hat auch die Entwicklung der QNECT-Cinchverbindungskabei beeinflußt, wobei hier ebenfalls geschäumtes Polyethylen geringer Dichte als Dielektrikum Verwendung findet.
 
 

Nach Unterlagen von QED
 
 
 
NACH DEM REPORT
DIE LÜCKEN DES REPORTS

Nicht einbezogen in den Test wurden Hörer, die schon Laufrichtungsunterschiede gehört haben (bei unseren Kunden etwa 30 %).
Nicht berücksichtigt wurde der Begriff Übernahmeverzerrungen, also Nulldurchgangsverzerrungen, die für ein flacheres Klangbild sorgen. Gehörmäßig sind sie eindeutig auszumachen - als Unterschiede zwischen verschiedenen Kabeln, die in Punkto räumliche Tiefe eklatante Differenzen aufweisen können.
Nicht erwähnt wird das Wechselspiel Strom-Magnetfeld-Kraft-Bewegung der Leiter. QED-Kabel sind fest und zeigen deshalb auch kaum Regung. Der Unterschied zu Solid-Core fällt deshalb auch gering aus.
Nicht erwähnt wird die Alterung von Kabeln, bei PVC greifen die Halogene Kupfer an, auch Silber läuft an, die Langzeitbeständigkeit ist ein wichtiger Faktor bei der Anlage zuhause.
Einspiel- und Einbrennvorgänge sind Metallurgie- und Dielektrizitäts-Themen, sie werden kaum erwähnt, sind aber dem Praktiker vertraut.
Verdrillt man zwei Leiter links- oder rechts-orientiert, ergeben sich deutliche Klangunterschiede, trotz gleicher Länge, Kapazität, Ableitung, Widerstand.
Der Genesis-Report ist sehr Meßtechnik-orientiert, da damit eine gewisse Nachprüfbarkeit gewährleistet bleibt. Die Aussagen sind von daher absolut korrekt, aber vollständig. Das relativiert den gemachten Aufwand, läßt schließlich Raum für eigene Experimente in der eigenen Anlage. Eines steht fest: Verkehrt sind die QED Kabel jedenfalls nicht. Gutes Preis-Leistungs-Verhältnis. Aber immer noch Geschmackssache. Das macht die individuelle Entscheidung leicht.
Auswahl: QED Kabel
 
FL-electronic / Neuklang Mühlenpfordtstr.5
38106 Braunschweig
Tel.: 0531 / 342155
Fax: 0531 / 344900
E-Mail: info@FL-electronic.de


[ Home | Zurück zu Index ]
© FL-electronic GmbH 1999
webmaster@FL-electronic.de