pma Basics: Bühnenverkabelung – wie man es richtig macht

Wir finden, es ist an der Zeit, mal wieder das Grundwissen – die Basics – aufzufrischen. Und was für den Profi eine gute Wiederholung ist, das hilft den Kollegen aus anderen Gewerken ein Stück mehr vom „großen Ganzen” der Produktion zu verstehen. Thema heute: Bühnenverkabelung.

Für die Tontechnik sind sie so unentbehrlich wie für den Menschen die Luft zum Atmen: Die Kabel. Ohne sie läuft fast nichts in der Event- und Veranstaltungsbranche und manche sind sich der Vielfalt der Kabel und deren Aufgaben nicht ganz bewusst. Wir erklären in unseren Basics, welche Qualitätskriterien für Instrumenten-, Mikrofon- und Boxenkabel gelten und wie man damit richtig umgeht.

Durch eine geschickte Kombination edler Lautsprecherkabel kann man den Sound einer HiFi-Anlage optimieren – das zumindest behaupten so manche HiFi-Fans und schwören sogar darauf. Doch es gibt hier, wie auch in manch anderen Bereichen der Veranstaltungstechnik, zwei Seiten der Medaille: Während die Technikbegeisterung bei manchen sogar esoterische Züge annimmt, gibt es auch ein Gegenteil.

François Rousies, Geschäftsführer des Kabelherstellers Cordial, weis:
„Im Bewusstsein vieler Musiker spielen Kabel eine zu geringe Rolle“
Wie es das Sprichwort sagt, ist es auch in dieser Branche so: Eine Kette ist eben nur so stark wie ihr schwächstes Glied – und Kabel scheinen dabei schon zu lange nur die Rolle eines simplen Zubehörs gespielt zu haben.

Die Ohren sind ein feines Messinstrument und „irgendwann stellt man fest, dass sich die Musik besser anhört, wenn man das richtige Kabel verwendet“, erklärt Rousies weiter. Dennoch geht es nicht darum, nur das teuerste Kabel zu kaufen, im Glauben, dass man dann schon das Beste bekommen wird.
Die Beziehung von HiFi-Fans zu ihren Kabeln ist für Rousies ein Modell für aktive Musiker und auch ein sehr zentraler Punkt. Man sollte bezüglich der Kabel definitiv abwägen und sich entsprechend von Fachleuten informieren lassen.
In diesem Beitrag haben wir eine Übersicht zusammengestellt – so gesehen das Grundwissen über Kabel.

Konfektionsware
In der Regel ist man im Bezug auf Kabel mit Konfektionsware gut bedient – hierbei gilt jedoch auch: Jedes Kabel sollte so kurz wie möglich und so lang wie nötig sein! Die Länge darf bei symmetrischen Audioleitungen großzügig bemessen sein, da hier Störungen wirksam vermieden werden. Unsymmetrische Audiokabel, wie die gängigen Klinken- oder Cinch-Kabel, sollten jedoch immer möglichst kurz sein, ansonsten sind Probleme vorprogrammiert. Dies gilt auch für Lautsprecherkabel, die nicht abgeschirmt sein müssen, aber dennoch einen möglichst großzügigen Leiterquerschnitt haben sollten. Bei kleinen Lautsprechern und kurzen Strecken reich zwei Quadratmillimeter aus – für größere Lautsprecher wären vier Quadratmillimeter angebracht.

François Rousies verallgemeinert:

„Je mehr Kupfer, desto besser, weil man dann weniger Dämpfung und Signalverluste hat.“

Das Heavy-Duty-Mikrofonkabel, beispielsweise von Cordial, verwendet doppelt soviel Kupfer wie üblich, einige Instrumentenkabel dreimal soviel.
Allerdings müssen die Kabelhersteller auch an die Kapazität eines Kabels denken. Ein Kabel arbeitet wie ein Kondensator: Die Kapazität wird vom Abstand zwischen den beiden Leitern bestimmt.

„Sie steht in einem Verhältnis zu Leiter, Dicke und elektrischen Eigenschaften der Isolation.“, erklärt Rousies. Wenn man einen dicken Leiter hat, brauche man eine umso dickere Isolierung, um die gleiche Kapazität zu erreichen, wie bei einem dünnen Leiter mit einer dünnen Isolierung. Die Summe der Kapazitäten führt in der Praxis zu Signalverlusten – deshalb sollte man bei der Verkabelung mehrerer Komponenten die Kabel mit geringer Kapazität verwenden. Man kann die Signalverluste sogar hören: „Während die Dämpfung durch Kabellänge das gesamte Frequenzspektrum gleichmäßig abdämpft, gibt es bei der Kapazität eine Grenzfrequenz, oberhalb der die Signale abgesenkt werden. Die Wirkung bei zu viel Kapazität ist, dass plötzlich Höhen fehlen.“, erläutert Rousies.

Fehlerquellen und Kontaktstellen

Grundsätzlich gilt: Unnötige Kontakte vermeiden. Jede Steckverbindung kann eine mögliche Fehlerquelle sein und den Klang beeinträchtigen – wenn auch nur in geringem Maße. Fest installierte Lautsprecheranlagen werden daher nicht mit gelöteten Steckverbindungen angeschlossen, sondern Kuper-an-Kupfer verschraubt. Bei mobilen Lautsprechern kommt natürlich nicht um die Stecker herum – man sollte aber bei jeder Verkabelung möglichst auf unnötige Adapterstücke und Adapterkabel verzichten!

An erster Stelle zählt das Material zu den Qualitätsmerkmalen: Hat man beispielsweise eine Goldauflage, sollte diese eine gewisse Dicke aufweisen und nicht nur als Lack aufgetragen werden. Sonst hat man das Problem, dass sich bereits nach wenigen Steckvorgängen die Korrosion auf den Stecker freut. „Neutrik spezifiziert seine Stecker mit mindestens 1000 Steckzyklen – bei den Heavy-Duty-Kabeln (CRI/CRM) verwenden wir Spezialstecker mit mindestens 2.500 Steckzyklen.“, erklärt François Rousies die Bedeutung von Steckern. Weitere zentrale Qualitätsmerkmale eines Steckers sind die Zugentlastung und der Knickschutz.

Darüber hinaus ist die Steckkompatibilität ebenfalls wichtig, so Rousies weiter.
„Bei billigen Steckern erlebt man oft, dass sie schon in der Buchse wackeln und damit Störgeräusche verursachen. Das andere Extrem sind Stecker, die sich nur schwer stecken lassen. Dann besteht beim Stecken oder Abziehen die Gefahr, dass man zum Beispiel die Platine im Inneren eines Geräts durch mechanische Belastung beschädigt.“
Allerdings muss ein Stecker nicht zwingend aus Metall sein – im Homestudio wird man auch mit Kunststoffsteckern kaum Probleme haben. Auf der Bühne sollte man aber dann doch den Metallsteckern den Vortritt lassen. Die Kabel für Musikinstrumente bestehen meist aus verzinnter Kupfer-Litze, ein Geflecht aus sehr feinen Kupferdrähten. Viele kleine Drähte übertragen hohe Frequenzen besser als ein dicker Draht, durch das Geflecht ist das Kabel zudem auch geschmeidiger und biegsamer. Die Reibung der feinen Drähte bei abgenutzten Kabeln kann untereinander zu Störgeräuschen, dem Knistern, führen.

Bei Audio-Kabeln sind die Adern von einer Abschirmung umhüllt, welche störende Einflüsse fernhalten soll – etwa durch elektrostatische Aufladungen und elektromagnetische Wellen, beispielsweise einem Radio. Bei unsymmetrischen Leitungen wird die Abschirmung gleichzeitig als Minuspol verwendet, in der Regel ist die Abschirmung geerdet.

Die Kabelhersteller stehen bei der Schirmung vor der Aufgabe, einen Kompromiss zwischen einer perfekten Abschirmung und einem Kabel zu finden, welches mechanisch noch zu handhaben ist. Cordial-Geschäftsführer Rousies erklärt, dass es verschiedene Arten der Schirmung gibt.

„Neben Folienschirmung und Schirmungen aus Einzellitzen in verschiedenen Varianten, wie Geflecht oder Umseilung und Kombinationen aus diesen, verwenden wir gerne halbleitende Kunststoffe, die so genannte Low-Noise-Kabel ermöglichen.“
Bei letzterem geht es um die Friktion zwischen einzelnen Kabelschichten – diese erzeugt eine statische Aufladung, die sich anschließend in Störgeräuschen äußert. Meist sind davon Mikrofon- und Instrumentenkabel betroffen, bei Lautsprechern stellt dies aber kein großes Problem dar.

Die Leitung ist dem störenden Einfluss elektromagnetischer Wellen ausgesetzt, wenn die Abschirmung defekt ist. Radio-Klänge in der Verstärkeranlage sind häufig auf Kabel zurückzuführen, deren Abschirmung defekt ist. Störgeräusche, Knistern, Radio-Klänge und das sogenannte „Britzeln“ kann man leicht durch einen Austausch der Kabel beheben. Beim „Krachen“ sind meist die Stecker der Kabel oder die Geräteanschlüsse defekt.

Richtiger Umgang

An sich wollen Kabel immer mit großer Vorsicht behandelt werden: Immer am Stecker aus der Buchse ziehen, niemals am Kabel. Weder knicken, noch knoten oder kräftig an ihnen ziehen sollte stets vermieden werden. Rousies rät hier: „Behaltet die Biegeradien im Kopf! Der Kabeldurchmesser in Millimeter mal acht ist ein Biegeradius, der nicht unterschritten werden sollte, da sonst die Kom­ponenten beschädigt werden können.“
Es sollte außerdem auch vermieden werden, auf Kabel zu treten – immer darauf achten, wohin man tritt.

Aber natürlich möchte man nicht die Kabel der Länge nach in einer fünf Meter langen Schatulle aufbewahren, nur damit sie nicht abknickt oder anderweitige Schäden abbekommt.„Viele Musiker wickeln das Kabel noch immer über den Ellbogen und setzen es damit Zugbelastungen aus, die seine Eigenschaften (zum Beispiel Drill) verändern können.“, erzählt Rousies aus Erfahrung.

Sein Tipp:
Lieber das Kabel locker in die Hand wickeln und dem Drall des Kabels dabei folgen. Einmal gewickelt, fixiert man den Ring mit Klettbändern oder kurzen Drähten – dadurch lassen sich Kabel übrigens auch gut kennzeichnen und unterscheiden, beispielsweise mit verschieden farbigen Drähten.

Ganz wichtig und nicht zu vergessen: Feuchtigkeit und vor allem Schweiß greifen die Kontakte an. Das im Leim von Klebebändern enthaltene Lösemittel kann zudem die Gummi-Ummantelung ruinieren – daher sind für die Kennzeichnung von Kabeln die Klebebänder eher weniger geeignet. Für die Reinigung der Kabel nimmt man am besten einen feuchten Lappen, auf keinen Fall mit chemischen Mitteln reinigen – allenfalls mit Alkohol. Die Kontakte müssen bei der Reinigung unbedingt trocken bleiben.

Das richtige Verlegen von Extra-Kabeln

Über weite Strecken sollte man vermeiden, dass Kabel dicht nebeneinander liegend parallel verlaufen – dies provoziert ein Übersprechen von einer Leitung zur nächsten. Außerdem gilt: Trotz Schirmung sollten Kabel immer möglichst weit weg vom Strom oder von irgendwelchen Störsendern verlegt werden.

„Gerade, wenn man in kleinen Besetzungen auch noch eine Lichtanlage auf der gleichen Kabeltrasse liegen hat, muss man mit hörbaren Störungen rechnen – gerade dann, wenn die Schirmung eines Kabels nicht ideal ist.“, weiß Rousies.

Sollte eine strikte Trennung von Signal- und Stromkabel nicht möglich sein, sollten sich die Stromleitungen und Signalkabel zumindest im 90-Grad-Winkel kreuzen. Eine elektrische Spule ergibt sich, wenn Kabel aufgerollt werden, beispielsweise auf einer Kabeltrommel. Dies kann bei Netzkabel-Trommeln besonders tückisch sein, denn durch die Erhitzung kann sich die Trommel abschalten und man steht ohne Strom da.

Also sollte man daher das Netzkabel immer abrollen und gegebenenfalls schön durcheinander liegen lassen – nur auf diese Weise gibt es keine Spule und der Strom bleibt erhalten!
Ein weiterer Fakt und eigentlich auch eine Selbstverständlichkeit: Die Kabel dürfen nicht stramm gespannt sein. Es ist schon vorgekommen, dass ein Keyboarder über das Netzkabels seines Instruments gestolpert ist und dieses dabei aus der Steckdose gerissen hat. Nicht nur aus diesem Grund sollten die Kabel auch möglichst weit weg vom Publikum verlegt werden. Und immer daran denken: Jede mechanische Belastung wirkt sich letzten Endes auf die Lebensdauer des Kabels aus!

Brummschleifen

Die gemeinste Ursache für tontechnische Probleme ist eine fehlerhafte Erdung – dies kommt am häufigsten vor. Selbst Profis können von einer sogenannten Brummschleife zur Verzweiflung getrieben werden. Manche Störungen sind sogar so heimtückisch und mysteriös, dass man nicht drum herum kommt, die gesamte Anlage abzubauen und wieder neu zu verkabeln, um den Fehler zu finden.
Immer wenn ein Brummen auftaucht, kann man bereits davon ausgehen, dass etwas mit der Masseführung nicht in Ordnung ist.

„Brummschleifen entstehen, wenn die Massenanschlüsse von zwei oder mehr Steckdosen nicht auf die gleiche Masse abgeführt werden. Dazwischen fließen nun Ausgleichs­ströme, die sich als Brummen in der PA bemerkbar machen.“, erklärt François Rousies. Das Brummen kann auch als helles Sirren in Erscheinung treten und geht auf die Frequenz des Wechselstroms zurück: 50 Hertz – ein Brummen eben.

Brummt die Anlage, ist sie entweder überhaupt nicht geerdet oder zu viel – meist ist es wahrscheinlicher das eine zu große Erdung dieses Problem hervorruft. Ziel ist, die gesamte Anlage an einer zentralen Stelle mit einem dicken Leiter zu erden. Dies kann am Steckfeld, beziehungsweise am Mischpult oder bei den Leistungsverstärkern erfolgen. Ist die Anlage an zwei verschiedenen Stellen geerdet, können die elektrischen Potenziale nicht richtig an die Erde abgeführt werden – in diesem Fall spricht man von einer „Brummschleife“.
Der Kontakt der überflüssigen Erdung muss dann unterbrochen werden, aber auf keinen Fall durch Eingriffe an Netzkabeln oder Erdungskontakten von Geräten!

Stern-Erdung und DI-Boxen

Professionelle Geräte verfügen über einen sogenannten Ground-Lift-Schalter, mit dem die Masse von der Audioverbindung getrennt werden kann. Grundsätzlich sollte man gleich zu Beginn des Aufbaus der Anlage darauf achten, dass die Erde nicht abgetrennt ist. Wenn die Quelle des Brummens ausgemacht wurde, ist das Problem schon fast gelöst – es kann aber auch sein, dass das Gerät selbst gar nicht brummt, sondern es überall anfängt zu brummen, sobald das Gerät angeschlossen wird. Sollte der Übeltäter nicht gefunden werden, müssen leider alle Kabel, welche im Mischpult stecken, abgezogen werden.

Liegt die Erdung beim Mischpult oder beim Steckfeld, erdet man alle Anschlüsse nach Möglichkeit sternförmig. Hier liegt eine Masseverbindung nur auf der Seite vor, auf die Erdung vorgenommen wurde – also in diesem Fall beim Mischpult. Auf der anderen Seite, also der Bühne, sollte keine Masseverbindung über die Audiokabel erfolgen. Allerdings ist hier nur die Rede von Verbindungen zu Geräten, die selbst an das Netz angeschlossen sind – Mikrofone schließt man direkt an das Mischpult an. Die wohl eleganteste und auch sicherste Methode der Trennung ist ein Transformer – hier liegt überhaupt kein Körperkontakt zwischen Eingang und Ausgang vor. Hier spricht man auch von Galvanischer Trennung. Das Herz einer DI-Box ist der Trafo, also die „Direct Injection Box“. Dies ist ein kleines Kästchen, welches meist einen Klinkeneingang und einen XLR-Ausgang besitzt.

Der Stereo-Ausgang des Keyboards oder Bühnen-Submixers schließt man über zwei DI-Boxen an die Stagebox – ein Kasten mit vielen XLR-Eingängen, irgendwo auf der Bühne positioniert. Über das Multicore ist die Stagebox mit den Eingängen des Mischpults verbunden und es werden hier ausschließlich Mikrofone und DI-Boxen angesteckt. Die Netzsteckerleisten der Bühne und des Mischpult-Platzes sind gemeinsam geerdet, zwischen beiden besteht dank der DI-Box keine Masseverbindung – eine Brummschleife wird somit ausgeschlossen. Die Qualität der verwendeten Trafos ist nicht ganz unwichtig: Prinzipiell verursachen Trafos immer gewisse Verluste bei hohen Frequenzen und Verzerrungen bei hohen Pegeln. Bei guten Trafos liegen die Grenzen, bei denen es kritisch wird, glücklicherweise außerhalb des hörbaren Bereichs.
Grundsätzlich lässt sich eine Masseverbindung bei symmetrischen Kabeln schon aufheben, indem man an der Bühnenseite die Masse vom Stecker abklemmt. Dieses Vorgehen bietet sich aus Gründen der Zuverlässigkeit eher bei Festinstallationen im Studio an. Solche Kabel müssen unbedingt eindeutig gekennzeichnet sein.

Manchmal kommt man nicht sofort darauf, wo die Masseverbindung ist, die die Brummschleife verursacht. Dazu hier zwei Tipps: Bei allen unsymmetrischen Kabeln gibt es eine Verbindung der Masse mit dem Minus-Pol. Unsymmetrisch sind alle Kabel mit zweipoligen Steckern, also auch die meisten Adapter.
Es existieren Adapterstücke, welche aus zwei XLR-Männchen oder zwei XLR-Weibchen bestehen – diese werden teilweise mit unsymmetrischer Beschaltung ausgeliefert, hierbei findet sich kein vernünftiger Grund. Die Masse ist mit einer kleinen Brücke im Stecker mit dem Minus-Pol verlötet – sollte man solche Adapter in die Finger kommen, sollte man sie am besten gleich aufschrauben und die unglückselige Verbindung gekappt werden! Wenn sich zwei Geräte-Gehäuse berühren, ist das eine Gerät über das andere geerdet. Unterbrechen kann man diese Masseverbindung mit Hilfe kleiner Gummis für Rack-Schrauben – Brummschleifen werden auf diese Art effektiv ausgeschalten.

Passendes Equipment

Wer sich Zeitausfälle und Brummen nicht leisten kann, stellt an die Geräte und Instrumente hohe Anforderungen. Rundfunk- und professionelle Studiotechniker verlangen von allen Signalprozessoren trafosymmetrierte Ein- und Ausgäne, sowie ein geerdetes Gehäuse, welches man am dicken Netzstecker mit Masse-Kontakt erkennt.
Viele andere Geräte und Instrumente sind hingegen mit unsymmetrischen oder ekeltronisch symmetrischen Ein- und Ausgänge ausgestattet – sie besitzen allerdings nur die dünnen, zweipoligen Netzstecker oder werden mit Steckernetzteilen gespeist. Diese Geräte müssen definitiv über die Audiokabel geerdet werden, deshalb lassen sich Brummschleifen teils nicht aufheben. Will man Problemen aus dem Weg gehen, eignet man sich die Anforderungen professioneller Techniker mit dem Wachstum der eigenen Anlage an. Bei kleineren Anlagen gibt es seltener Brummschleifen, da weniger Geräte und Leitungen mit im Spiel sind.

Diesen Beitrag können Sie übrigens auch in unserer pma-Ausgabe 07/17 nachlesen!